5.16.1Регулирование частоты вращения двигателя параллельного возбуждения

Схема регулирования изображена на рис. 4.7,а, а механические характеристики на рис. 4.7, б.

а) б)

Рис. 1.74 Схема регулирования:

А) схема регулирования частоты вращения двигателя параллельного возбуждения; б) механические характеристики

Механические характеристики могут быть естественными (при отсутствии дополнительного сопротивления в цепи якоря = 0) и искусственными при наличии его .

Уравнение механической характеристики позволяет определиться со способами регулирования частоты вращения и устройствами для реализации способов, провести сравнительный анализ этих способов

. (1.180)

Регулировать частоту можно тремя способами:

1. Увеличением сопротивления цепи якоря в сторону уменьшения частоты вращения.

2. Уменьшением потока возбуждения двигателя путем введения в цепь обмотки возбуждения дополнительного сопротивления в сторону увеличения частоты вращения.

3. Изменением напряжения путем его увеличения для увеличения частоты вращения и путем его уменьшения для уменьшения частоты вращения (изменение напряжения в сторону увеличения на практике не применяется, ибо машины проектируются на номинальные величины напряжения и не могут работать эффективно при неноминальных режимах).

Рассмотрим каждый способов в отдельности.

Под способом всегда имеется в виду выполнение определенных операций при определенных условиях и в определенной последовательности.

1. Операция введения дополнительного сопротивления в цепь якоря приводит сначала (начальный момент) к уменьшению тока якоря , появлению отрицательного динамического момента и уменьшению движущего момента двигателя за счет скачка тока в сторону уменьшения.

На основании принципа равновесия моментов это равновесие наступит, когда отрицательный динамический момент заместится положительным статическим моментом после переходного процесса при уменьшенных оборотах .

2. В силу уменьшения движущего момента обороты двигателя и его противоэ.д.с уменьшатся. Это уменьшение будет происходить до нового равновесия моментов, когда снова будет иметь место М = М_ст.

К новому равновесию моментов можно придти только при увеличении тока за счет уменьшенной противоэ.д.с. и увеличению момента .

Таким образом, введение сопротивления в цепь якоря в первый момент приводит к уменьшению тока якоря и снижению оборотов , а затем к увеличению тока и увеличению движущего момента до уровня статического момента на новом сниженном уровне оборотов двигателя .

Повторное дополнительное увеличение снова приведет к новому снижению оборотов двигателя при новом равновесии движущего момента и статического (тормозящего) момента. Таким образом, путем введения сопротивления в цепь якоря можно регулировать частоту вращения вниз от номинальной.

Достоинства и недостатки способа регулирования:

1. Реализация способа достаточна проста. Это является достоинством способа регулирования.

2. Очевидно, что снижение оборотов ведет к уменьшению полезной мощности и снижению к.п.д. двигателя .

Напомним, что . Двигатель при введении сопротивления в цепь якоря будет развивать тот же движущий момент, что и без введения его в цепь якоря, но при меньших оборотах двигателя: при условии, что токи одинаковы.

Это происходит в силу того, что возрастают электрические потери в цепи якоря за счет увеличения сопротивления цепи якоря.

Поэтому способ регулирования неэкономичный, что является серьезным недостатком способа. Коэффициент полезного действия уменьшается, так как имеют место потери мощности в регулировочном сопротивлении.

Рис. 1.75. Механические и скоростные характеристики двигателя