Управление режимами работы электрических двигателей в разомкнутых системах электропривода. Модели двигателей в установившихся режимах, страница 9

При |U|>U_н ухудшается коммутация тока. Поэтому напряжение регулируется лишь в интервале [-U_H,U_H]. регулирование скорости изменением напряжения при номинальном возбуждении называют регулированием в первой зоне, а при отсутствии регулирования потока – однозонным регулированием.

На рис.3.1 характеристики 1,2 – естественные характеристики. При U₀=0 характеристика переходит через начало координат.

Требуемое для обеспечения установившейся скорости движения |w_с|<w_н напряжение определяется из (1.7) и равно

                         (3.5)

 

3.3  Регулирование скорости двигателя постоянного тока с независимым возбуждением изменением потока возбуждения.

При номинальном возбуждении основная магнитная цепь машины находится в состоянии умеренного насыщения (рис.3.2). При увеличении магнитного потока сверх номинального ток возбуждения возрастает в значительно большей степени по сравнению с увеличением потока. При этом резко возрастают потери на возбуждении, что приводит к снижению работоспособности двигателя по условиям нагревания. Поэтому поток возбуждения выше номинального не регулируют. Как следует из (1.9), при снижении потока возбуждения возрастает скорость идеального холостого хода двигателя. Следовательно, исходя из необходимости ограничения наибольшего значения скорости возникает необходимость в ограничении наименьшего допустимого уровня потока возбуждения на уровне

                        (3.6)

Поскольку в соответствии с (1.10) отклонения скорости от скорости идеального холостого хода имеют неодинаковые зависимости от потока возбуждения для механических и электромеханических характеристик, влияние изменения потока на эти характеристики проявляются по-разному.

 

Из (1.11) следует, что ток короткого замыкания не зависит от величины потока возбуждения (рис.3.3). в то же время момент короткого замыкания изменяется в пропорциональной зависимости от Ф (рис.3.4).

При увеличении скорости выше номинальной допустимый по условиям коммутации электромагнитный момент М_доп снижается (см.п.1.1). данное обстоятельство обуславливает:

·  Необходимость снижения нагрузки на валу по мере увеличения скорости выше основной;

·  Увеличение скорости при снижении потока возбуждения в области допустимых по условиям коммутации нагрузок.

Расчет необходимого значения потока возбуждения, обеспечивающего работу двигателя со скоростью ww при нагрузке М_с производится с помощью механической характеристики из условия ее прохождения через точку с координатами w_с, М_с:

                       (3.7)

Из двух решений квадратного уравнения

 ,                 (3.8)

.                 (3.9) 

соответствующих поставленным требованиям (рис.3.5), следует выбрать решение (3.8), при котором механическая характеристика имеет лучшие показатели качества регулирования.

 

3.4  Регулирование скорости двигателя постоянного тока с независимым возбуждением изменением сопротивления якорной цепи.

При изменении сопротивления якорной цепи за счет включения добавочного сопротивления r_а,доб скорость идеального холостого хода не изменится, а отклонения скорости возрастают пропорционально сопротивлению (рис.3.6). следовательно, если требуется обеспечить работу двигателя со скоростью при нагрузке М_с, из уравнения (1.7) механической характеристики можно найти требуемое значение сопротивления

                       (3.10)

 

 

3.5  Регулирование скорости двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в схемах шунтирования якоря.

Схемы шунтирования (рис.3.7) применяются при отсутствии источника питания с регулируемым напряжением для получения низких (ползучих) скоростей на характеристиках более жестких по сравнению с характеристиками, получаемыми за счет включения в якорную цепь добавочного сопротивления (рис.3.8).