3.16. Регулирование скорости, тока и момента дпт последовательного возбуждения с помощью резисторов в цепи якоря

Схема для реализации этого способа регулирования соответствует рис. 3.70, а,а искусственные характеристики описываются выражениями (3.163) и (3.164).

Для построения семейства реостатных характеристик отметим следующее:

1.ПриI→0,М→0 Ф→0,→∞, т. е. для всех реостатных характеристик ось скорости является вертикальной асимптотой.

2.При фиксированных токе и моменте увеличениеR_дведет к снижению скорости.

Семейства искусственных реостатных характеристик ДПТ последовательного возбуждения представлены на рис. 3.74, а,б. Эти характеристики используются для регулирования скорости, тока и момента ДПТ последовательного возбуждения в установившемся и переходном режимах Регулирование координат этим способом характеризуется такими же количественными и качественными показателями, что и для ДПТ независимого возбуждения (см. § 32).

Для построения реостатных характеристик при известном R_д,удобно пользоваться следующим методом.

Запишем уравнения естественной и реостатной электромеханических характеристик в следующем виде:

(3.170)

(3.171)

Найдем отношение скоростей ДПТ последовательного возбуждения на естественной _eiи искусственной_иiхарактеристиках при фиксированном токеI_i, и выразим с его помощью скорость_иiкак

(3.172)

Порядок построения реостатных характеристик следующий:

1.Задаемся рядом значений тока ДПТI₁,I₂… (см. рис. 3.74,а);

2.По имеющейся естественной электромеханической характеристике для этих значений тока определяются скорости_e1,_e2…

3.По (3.172) для данногоR_д1рассчитываются скорости_и1,_и2... и строится электромеханическая реостатная характеристика.

4.Для построения реостатной механической характеристики используются универсальные характеристики рис. 3.72, с помощью которых для токовI₁,I₂… определяются моментыМ₁,М₂... Далее на плоскости (, М) (см. рис. 3.74,6) наносятся точки с координатами (_и1,M₁), (_и2,М₂)… и по ним строится характеристика.

Отметим, что необходимые для расчета значения R_яиR_o,вмогут быть найдены по справочным данным, экспериментально или по следующей приближенной формуле:

(3.173)

Обратная задача, когда по заданной искусственной характеристике ДПТ или по отдельной ее точке находится соответствующее сопротивление резистора R_д, может быть решена двумя путями.

Первый из них – аналитический – предусматривает использование выражения (3.171). Если выразить из него R_дкак искомую величину, то может быть получено следующее соотношение:

(3.174)

Если известны координаты (_и,i,I_i) хотя бы одной точки заданной реостатной характеристики, то, определяя для токаI_iскорость_eiна естественной характеристике, по (3.174) рассчитываетсяR_д.

В том случае, когда задана механическая реостатная характеристика или одна ее точка с координатами (_иi,М_i,), вначале с помощью универсальных характеристик (3.72) по моментуM_iопределяется ток, а затем повторяется вышеизложенный порядок расчета

Второй, графоаналитический способ расчета R_драссмотрим на примере построения пусковой диаграммы для ДПТ последовательного возбуждения.

Пример3.5.Для ДПТ последовательного возбуждения, технические данные которого приведены в примере 3.4, рассчитать и построить пусковую диаграмму при пуске в две ступени при моменте нагрузкиM_с=25 Нм.

Построение пусковой диаграммы иллюстрирует рис. 3.75, а расчет ее проводится в следующем порядке:

1.В первом квадранте строим естественную характеристику ДПТ(I).

2.Задаемся максимальным током при пускеI_l=2,5I_нoм=2,519=47,5 А, током переключенияI₂=1,2I_c=1,215,8=19 А и проводим вертикальные линии, соответствующие этим токам, до пересечения с естественной характеристикой.

3По (3.173) определяемR_я+R_о,в=0,75(1–0,89)220/19=0,96 Ом. Во втором квадранте проводим вертикальную линиюhfна расстоянииR_я+R_о,в=0,96 Ом от начала координат.

4.Проводим через точки1и2горизонтальные прямые до пересечения с линиейhfв точкахе и f.

5.Откладываем от начала координат отрезки0a=R₁=220/47,5=4,6 Ом и0g=R₂=220/19=11,6 Ом

6.Соединяем точкиаие, gиfи получаем две прямые, которые отражают линейную зависимость между скоростью ДПТ и сопротивлением якорной цепи при неизменном токе якоря. Последнее следует из выражения= (U_ном–IR)/(kФ)=A–BR, гдеB=constприI=const.

7.Через точкуапроводим вертикальную линию до пересечения с прямойgfв точкеb, затем через точкуbпроводим горизонтальную линию до пересечения с прямойаев точкес.Аналогично строим отрезкиcdиde.

Из построения следует, что отрезок ос соответствует первой ступени пускового резистора R_д1,а отрезокde –второй ступениR_д2.

Действительно, в момент пуска (=0) ток в якореI₁=47,5A,aсопротивление всей якорной цепиR₁=U_ном/I₁=R_я+R_о,в+R_д1+R_д2=4,6 Ом. При разгоне ДПТ до скорости₁ток в якоре снижается доI₂. Происходит закорачивание первой ступени пускового резистораR_д1, ток вновь возрастает до значенияI₁, но ДПТ продолжает разбег уже по другой реостатной характеристике. При скорости₂закорачивается вторая ступеньR_д2и ДПТ выходит на естественную характеристику.

Построение диаграммы считается правильным в том случае, когда отрезок deбудет находиться на горизонтальной линии, проходящей через точку1. Если это не произойдет, то построение следует повторить, варьируя токиI₁иI₂.

Отметим, что построение реостатных характеристик на рис. 3.75 выполняется изложенным выше способом