И механических характеристик двигателя параллельного возбуждения
Механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения жесткая, изменение скорости вращения двигателя при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке мало
100%
≈ (2…8)%.
С увеличением нагрузки скорость вращения двигателя уменьшается из-за увеличения падения напряжения в цепи якоря IаRа, но эта величина маленькая и скорость уменьшается незначительно. С увеличением тока якоря, растет размагничивающее действие реакции якоря, уменьшается магнитный поток Фδ и скорость увеличивается. Характеристика становится еще более жесткой (2), а при сильной реакции якоря может возрастать прямая (3). Такая характеристика неприемлема по условиям устойчивой работы.
Для обеспечения падающей характеристики в современных двигателях параллельного возбуждения на полюсах помещают слабую последовательную (стабилизирующую) обмотку Wст = (1…3) витка для компенсации размагничивающего действия поперечной реакции якоря (прямая 1, рис. 1.72).
1.22.1. Условия устойчивости работы двигателя
Под устойчивостью работы двигателя нужно понимать его способность реагировать на внешние возмущения и способность вернуться к исходному, установившемуся режиму работы при прекращении действия этих возмущений.
Установившиеся режимы необходимы для реализации соответсвующих технологических процессов.
Опасность неустойчивой работы заключается в следующем.
1. Небольшие
кратковременные возмущения вызывают
колебательные режимы с возрастанием
амплитуды колебаний тока и оборотов
двигателя (
).
2. Небольшие кратковременные возмущения вызывают непрерывное и направленное изменение тока и оборотов двигателя ( и т.д ).
а) б)
Рис. 1.73. Условия устойчивости работы двигателя
На рис. 1.73, а, б
показаны два характерных случая работы
двигателя, причем установившемуся
режиму работы, когда
со скоростью
соответствуетточка пересечения указанных
двух характеристик.
Рассмотрим оба случая.
1. Когда зависимости
и
имеют вид, изображенный на рис. 4.6, а,
то при
действии возмущения и случайном
увеличении при этом оборотов
на величину
.
Тормозящий момент
становится больше вращающегося (М
< Мст
), и двигатель
будет затормаживаться и вернется в
точку
.
2. Если уменьшится на , то, увеличивается вращающий момент (М > Мст), двигатель ускоряется и вернется в точку .
Работа двигателя будет устойчивой, ибо небольшие отклонения скорости вращения будут компенсироваться за счет взаимодействия характеристик движущего и тормозящего моментов.
При увеличении скорости М > Мст и двигатель будет ускоряться, при уменьшении скорости М < Мст, двигатель продолжает тормозиться.
Это позволяет
вывести критерий устойчивости работы
двигателя на основе анализа отношения
приращений
В первом случае
,
,
отношение
(это следует из рис. 1.73). Одновременно
и
,
отношение
.
Условие устойчивости очевидно будет в
виде неравенства
.
Во втором случае
,
,
отношение
.
Одновременно
и
,
снова, как и в первом случае, отношение
.
В итоге снова имеем
.
Если осуществить предельный переход
при
,
то получится условие устойчивости
.
Условие устойчивости можно назвать критерием, ибо оно выражено численной величиной.
Таким образом, критерием устойчивости работы двигателя является условие:
(1.178)
Рассмотрим случай, изображенный на рис. 4.6.
1. При увеличении
:
до
движущий момент будет больше тормозящего
.
Возникнет избыток движущего момента,
который будет направлен на дальнейшее
увеличение скорости
.
Одновременно будет иметь место
положительное приращение
,
Отношение будет больше нуля
0.
отношение будет также больше нуля
,
при этом
будет условием неустойчивой работы
двигателя.
2. При уменьшении
от
до
движущий момент будет меньше тормозящего
.
Возникнет избыток тормозящего момента,
который будет направлен на дальнейшее
уменьшение скорости
.
Одновременно будет иметь место
отрицательное приращение движущего
момента
,
Отношение
будет больше нуля
0.
Отношение
будет также больше нуля, но при этом
будет условием неустойчивой работы.
Если осуществить снова предельный
переход при
,
то получится условие неустойчивости
работы двигателя
. (1.179)