Основные понятия и определения в электроприводе. Механическая часть силового канала электропривода. Физические процессы в электроприводе с машинами постоянного тока, страница 21

возбуждение (см. рис. 3.9, б), совмещает свойства двух рассмотренных электроприводов. Скорость идеального холостого хода определяется составляющей магнитного потока, созданной независимой обмоткой, однако характеристики существенно нелинейны, зависят от способа включения обмоток (условные начала обмоток отмечены на рис. 3.9, б точками), от полярности источника питания ПВ.

Часто в электроприводах с двигателями последовательного и смешанного возбуждения роль преобразователя П играет сеть постоянного тока. К традиционным областям применения таких электроприводов, в первую очередь, следует отнести электрический транспорт. Они используются также в некоторых кранах, других производственных установках.

Главный технический мотив их применения –  максимально полно реализовать мощность, на которую рассчитан двигатель, при предельно простом выполнении привода (при отсутствии каких-либо электрических преобразователей). Наиболее полно и естественно это удается осуществить в многодвигательном электроприводе, характерном для транспортных средств. Вместе с тем развитие и совершенствование преобразовательной техники, возрастающая роль энергосберегающих технических решений привели к созданию конкурентоспособных технических решений на основе машин с независимым возбуждением даже в транспортных средствах.

3.6. Статические характеристики и режимы электропривода при питании от источника тока

Характеристики при независимом возбуждении машины

В подразделе 3.3 была рассмотрена общая структура разомкнутого электропривода постоянного тока и постулирована, в частности, возможность использования в качестве электрического преобразователя, питающего якорную цепь, источника тока ИТ (рис. 3.14, а) с внешними характеристиками (см. рис. 3.8, 6). Хотя общие уравнения машины (3.1) – (3.5) не зависят, очевидно, от способа ее питания, электромеханические и механические характеристики будут иметь принципиальные отличия от рассмотренных ранее при питании от источника ЭДС.

Действительно, поскольку I = const и не зависит от Е или от U, то как электромеханические, так и механические характеристики при принятой идеализации и допущениях представляют собой вертикальные прямые линии: при любой скорости  и = (рис. 3.14, б –  д).

Привод приобрел принципиально новое свойство: если раньше при питании якоря от источника ЭДС;  его можно было назвать «источником скорости» (скорость при малых R мало зависела от момента нагрузки), то теперь он  –  «источник момента» (момент равен заданному и не зависит от скорости).

Указав главное новое качество привода, рассмотрим его другие особенности. Отметим, прежде всего, что если уровень тока якоря можно менять лишь посредством регулируемого источника тока (рис. 3.14, 6), и соответственно при Ф = const будет меняться момент (рис. 3.14, в), то уровень момента можно менять за счет управления потоком и при нерегулируемом источнике тока (рис. 3.14, д), причем внешне (по механическим характеристикам) нельзя даже установить, к какому случаю они относятся. Это обстоятельство очень важно для практики: механические характеристики при неуправляемом силовом преобразователе ИТ покрывают все четыре квадранта плоскости  – М. Мы воспользуемся этим интересным свойством, когда будем рассматривать регулирование координат электропривода.

Источник питания – источник тока – исключил влияние ЭДС на поведение машины. Напомним, что раньше эта ЭДС играла исключительно важную роль, определяя вместе с  ток, а следовательно, и момент машины и вместе с ее скорость. Теперь  играет вспомогательную роль и определяет лишь напряжение на выводах машины U = E + IR (в R кроме может входить и сопротивление дополнительно включенного резистора ). На графиках Е() и U() (см. рис. 3.14, б, г) ширина полосы, занимаемой U() (см.  рис. 3.14, 6), и расстояние между Е() и U()  (см. рис. 3.14, г) определяются, очевидно, значением R. При малых  и  иногда можно не считаться с членом IR и полагать .

Естественные характеристики

Мы встречаемся здесь с необходимостью расширить понятие