Конспект лекций по курсу “Электрический привод”, страница 75

Указанные особенности работы приводов с компенсированным ДПТ независимого возбуждения рассмотрим при использовании схемы рис.13.2.2.

Рис.13.2.2 Схема замещения якорной цепи ДПТ

Если принять, что состояния ключей в схеме рис.13.2.2 описываются функциями k₁, k₂, k₃, k_т, принимающими значения 1 (клююч разомкнут) или 0 (ключ замкнут), то активное сопротивление в цепи якоря определяется следующим выражением

Для якорной цепи справедливо следующее уравнение

где k_u – функция полярности напряжения якоря (+1 или -1).

Активное сопротивление якорной цепи обычно мало. Поэтому при номинальной частоте вращения двигателя ω_н ЭДС якоря e_н приблизительно равна напряжению питания u_яцн (номинальному значению). При произвольной частоте вращения двигателя ω ЭДС якоря можно определить следующей формулой

Мощность и момент двигателя

Система уравнения привода рис.13.2.2 для переходных режимов работы

где J – момент инерции, M_c – момент сопротивления.

На рис.13.2.3 представлены зависимости тока и частоты вращения якоря ДПТ от времени при прямом пуске (без использования пусковых сопротивлений) при отсутствии нагрузки на валу.

Рис.13.2.3 Ток и частота вращения якоря и энергии при прямом пуске ДПТ

На рис.13.2.3 изображены также энергия потерь в активных сопротивлениях якорной цепи и кинетическая энергия якоря, которые определены по следующим формулам

Резкое увеличение тока в начале пуска ДПТ обусловлено малой ЭДС якоря. По мере разгона якоря и увеличения его ЭДС ток якоря уменьшается.

Характерной особенностью пуска ДПТ без нагрузки на валу является то, что в конце процесса кинетическая энергия якоря оказывается равной энергии, выделившейся в активных сопротивлениях якорной цепи. При наличии нагрузки на валу энергия потерь в активных сопротивлениях увеличивается по сравнению с кинетической энергией якоря.

Применение при пуске ДПТ пусковых сопротивлений позволяет ограничить пусковой ток якоря. Диаграмма пуска при использовании трех ступеней пусковых сопротивлений представлена на рис.13.2.4.

Рис.13.2.4 Ток и частота вращения якоря при пуске ДПТ с использованием пусковых сопротивлений

В соответствии с рис.13.2.4, в начале процесса амплитуда пускового тока ограничивается суммой активных сопротивлений  По истечение заданного времени шунтируется сопротивления  и ток якоря увеличивается. Затем через заданные интервалы времени шунтируются сопротивления  и  На всех ступенях, кроме последней разгон ДПТ осуществляется по реостатным механическим характеристикам. На последней ступени разгон осуществляется по естественной характеристике.

При динамическом торможении ДПТ якорь отключается от источника питания и замыкается на активное сопротивление. Диаграмма тока и частоты вращения при динамическом торможении ДПТ из режима работы без нагрузки представлена на рис.13.2.5. В рассматриваемом случае сначала осуществляется пуск ДПТ через пусковые сопротивления. Затем осуществляется динамическое торможение с передачей энергии в те же пусковые сопротивления. В момент начала торможения напряжение питания становится равным 0.