Основные понятия и определения в электроприводе. Механическая часть силового канала электропривода. Физические процессы в электроприводе с машинами постоянного тока, страница 20

магнитный поток перестает быть независимой переменной и становится функцией тока якоря, а значит,  режима привода. Мы уже отмечали, что зависимость Ф = f(I) существенно нелинейная и, вообще говоря, индивидуальная, по крайней мере, для различных серий машин. Лучше всего поэтому при конкретном проектировании или решении других инженерных задач с машинами последовательного или смешанного возбуждения пользоваться их достоверными заводскими или экспериментальными характеристиками.

Для оценки же общего характера зависимостей можно воспользоваться каким-либо приближенным представлением кривой намагничивания, например показанным на рис. 3.12. Тогда на участке от –I₁ до + I₁   Ф = aI, а вне этого участка ; соответствующие границы момента будут: . Тогда, очевидно, для привода с машиной последовательного возбуждения (см. рис. 3.9, а) будем иметь:

       при  ;                                      (3.21)

        при .                              (3.22)

За указанными границами характеристики не будут отличаться от полученных ранее, поскольку мы допустили, что там :

;

.

На рис. 3.12 приведен характер кривых, реальных (сплошные линии) и аппроксимированных (штриховые линии), при номинальном напряжении и . Напомним, что такие характеристики мы назвали естественными.

Главное отличие рассматриваемого электропривода от электропривода с независимым возбуждением машины состоит в отсутствии режима идеального холостого хода (при ) и, следовательно, рекуперативного тормозного режима. Это отличие проявляется как на естественных, так и на любых искусственных характеристиках, т.е. при  и при .

Искусственные характеристики

Построить искусственные электромеханические характеристики, зная естественную, очень просто, если воспользоваться общим выражением (3.19), записав его для естественной характеристики в виде:

, где , и для искусственной характеристики, например,:

.

Тогда, учитывая, что соответствие тока и потока сохранится на любой характеристике, получим:

, т.е. при любом токе по скорости на естественной характеристике  определим скорость на искусственной характеристике . Для построения механических характеристик понадобится зависимость момента от тока.

Динамическое торможение с самовозбуждением

Как уже отмечалось, привод с машиной последовательного возбуждения не имеет режима рекуперативного торможения. Кроме того, и режим динамического торможения (генераторный режим работы независимо от сети) будет заметно иным, поскольку возбуждение формируется лишь в процессе работы привода, когда машина вращается, и при выполнении условия самовозбуждения. Рассмотрим подробнее этот режим.

Если якорь вращающейся машины отключить от источника и замкнуть на внешнее сопротивление (см. рис. 3.13, а), то под действием малого магнитного потока остаточного намагничивания в проводниках якоря возникнет некоторая ЭДС, которая вызовет в замкнутой цепи якоря ток. Если этот ток, протекая по обмотке возбуждения, создает поток, направленный согласно с потоком остаточного намагничивания, т.е. усилит его, начнется процесс самовозбуждения: рост ЭДС, рост тока, рост потока и т. д.

Для того чтобы процесс самовозбуждения, начавшись, пришел к устойчивому установившемуся состоянию, нужно выполнение еще одного условия: Е = IR.

Это условие проиллюстрировано (рис. 3.13, в). График E = f{I) повторяет кривую намагничивания в некотором масштабе, определяемом скоростью ; наклон луча IR определяется значением R. Для каждой скорости есть некоторое критическое значение сопротивления , когда линии касаются и процесс самовозбуждения неустойчив (возможен в различных точках). При  самовозбуждение приведет к работе в точке пересечения, при  оно невозможно.

Характеристики привода в режиме динамического торможения с самовозбуждением проще всего построить, воспользовавшись очевидным соотношением  и уже упоминавшейся зависимостью M = f(l); примерный вид характеристик показан на рис. 3.13, г.

Электропривод с двигателем постоянного тока, имеющим смешанное