Управление режимами работы электрических двигателей в разомкнутых системах электропривода. Модели двигателей в установившихся режимах, страница 3

Отмеченное обстоятельство приводит к тому, что при проектировании и эксплуатации электроприводов необходимо исключить возможность их работы с недопустимо малыми нагрузками.

Реально при снижении тока якоря до нуля машина не размагничивается полностью. За счет потока остаточного намагничивания, который обычно не превышает 3-5 процентов от потока возбуждения в номинальном режиме, имеется конечная скорость идеального холостого хода w₀=U/СФ_ост. Однако значение w₀ намного превышает уровень ограничения по максимально допустимой скорости вращения, поэтому и с учетом Ф_ост можно считать, что ось ординат является асимптотой для электромеханической характеристики (1.16).

При линейной зависимости потока возбуждения от тока якоря

и уравнение механической характеристики можно представить следующим образом:

                      (1.18)

Следовательно, и для механической характеристики ось ординат (ось w) является асимптотой.

В области значительных токов (рис.1.3, i>I₂) поток возбуждения вследствие насыщения магнитной системы можно считать практически неизменным, т.е. не зависящим от тока якоря. При этом характеристики двигателя подобны характеристикам двигателя независимого возбуждения.

При I₁<i<I₂  на механической и электромеханической характеристиках имеем область постепенного перехода от гиперболических зависимостей w(I), w(М) к линейным зависимостям.

Общий вид механических и электромеханических характеристик одинаков. В качестве примера на рис.1.4 приведена электромеханическая характеристика.

Жестокости характеристик зависят от величины нагрузки. При i®0, М®0 характеристики становятся абсолютно мягкими (b_I=b_М=0). При нагрузках, превышающих номинальные, жесткости характеристик  описываются выражениями (1.12), (1.13). С учетом того, что в якорной цепи по сравнению с двигателем независимого возбуждения имеется дополнительная обмотка (последовательного возбуждения), характеристики машины с последовательным возбуждением при i>I_H, М>М_Н более мягкие по сравнению с характеристиками двигателя с независимым возбуждением с теми же параметрами обмоток якоря, добавочных полюсов и компенсационных обмоток. Это же обстоятельство приводит к тому, что относительный ток короткого замыкания двигателя последовательного возбуждения меньше соответствующего тока независимого возбуждения и составляет величину I_кз/I_Н=12…15. Момент короткого замыкания за счет повышения потока возбуждения при i>I_Н несколько выше: М_кз/М_Н=14…16.

Область допустимых рабочих режимов обуславливается, как и для двигателя с независимым возбуждением, ограничениями по перегрузочной способности и пр максимально допустимой скорости (рис.1.2).

							i
		I1

1.4  Характеристики двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением в установившихся режимах.

Вследствие объединения свойств двигателей независимого и последовательного возбуждения характеристики двигателя смешанного возбуждения имеют черты, присущие характеристикам этих двух двигателей.

Механические и электромеханические характеристики описываются выражениями (1.5)-(1.8) при Ф=Ф_нв+Ф_пв, где Ф_нв - составляющая потока обмотки независимого возбуждения; Ф_пв – составляющая, обусловленная действием обмотки последовательного возбуждения.

При токе якоря, равном нулю (i=0), последовательная обмотка не участвует в возбуждении двигателя и Ф=Ф_нв. При положительном направлении тока якоря направления намагничивающих сил , создаваемых обеими обмотками возбуждения, совпадают и при увеличении тока якоря магнитный поток Ф=Ф_нв+Ф_пв растет. При изменении направления тока якоря намагничивающие силы обмоток возбуждения направлены встречно и двигатель размагничивается. При некотором токе якоря i=-I₀ происходит полное размагничивание машины (рис.1.5).