Управление режимами работы электрических двигателей в разомкнутых системах электропривода. Модели двигателей в установившихся режимах, страница 2

  

Характеристики (1.7), (1.8) установившихся режимов являются линейными. При изменении полярности напряжения источника питания якорной цепи или изменения направления магнитного потока направление вращения двигателя изменится (рис.1.1).

Форма механических и электромеханических характеристик оценивается величинами жесткости этих характеристик:

                       (1.12)

                         (1.13)

Тогда выражения (1.7), (1.8) можно представить в следующем виде:

                  (1.14)

                (1.15)

 

 

Рис.1.1, б)

Здесь b_I,aвs, b_M,aвs – модули жестокостей.

В процессе преобразования энергии необходимо учитывать ограничения

·  По допустимому току I_доп (по перегрузочной способности);

·  По максимально допустимой скорости вращения.

Ограничения по перегрузочной способности l_I=I_доп/I_Н определяется условиями коммутации. Так как при одном и том же значении тока при увеличении скорости вращения коммутация ухудшается, то допустимая по условиям коммутации область рабочих режимов ограничивается кривыми 1 (рис.1.2), которые близки к гиперболическим зависимостям [4]. Иногда для низких скоростей (çwú<w_H) в качестве допустимого принимают значение тока при номинальной скорости (прямые 2). Тогда с учетом ограничения скорости вращения (прямые 3) допустимыми являются режимы, при которых рабочая точка не выходит за пределы фигуры абвгдежз. На рис.1.2 приведены также естественные электромеханические характеристики (прямые 4).

 

Рис. 1.2

г

д

в

е

2

4

4

                                                                                                      

1.3  Характеристики двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением в установившихся режимах.

В переходных режимах, когда ток якоря превышает номинальное значение, магнитная цепь машины насыщается. В установившихся режимах двигатель работает на участке кривой намагничивания, для которой характеристика близка к линейной зависимость потока возбуждения от тока якоря. Следовательно, в зависимости от режима работы двигателя индуктивность L_в обмотки последовательного возбуждения может применяться несколько раз (от наибольшего при малых токах до наименьшего при i>I_Н). Это приводит к изменению суммарной индуктивности якорной цепи.

Процесс преобразования энергии описывается уравнениями (1.1)-(1.3) с учетом отмеченного характера изменения величины L_а. Следовательно, механические и электромеханические характеристики описываются уравнениями (1.5)-(1.8), в которых поток возбцждения зависит от величины тока якоря: Ф=Ф(i).

При малых значениях тока якоря (рис.1.3, i<I₁) поток возбуждения пропорционален току:

Ф=К_фi

В этой области изменения тока электромеханическая характеристика (1.8) описывается выражением:

                     (1.16)

Отсюда следует, что при малых нагрузках электромеханическая характеристикадвигателя описывает гиперболическую зависимость между током и скоростью вращения.

Характеристика

                         (1.17)

Называется граничной характеристикой.

Из (1.16), (1.17) видно, что при уменьшении тока якоря скорость вращения стремится к бесконечности, т.е. ось ординат (ось w) является асимптотой для этих характеристик.