Основные понятия и определения в электроприводе. Механическая часть силового канала электропривода. Физические процессы в электроприводе с машинами постоянного тока, страница 22

о естественных характеристиках: они определяются, как мы обнаружили, не только параметрами машины, но и типом преобразователя. Будем называть естественными характеристиками в приводе источник тока  –  двигатель зависимости:

Они показаны на рис. 3.14, 6 – г (прямые 1 и 3); там же показаны искусственные характеристики, когда либо ток, либо поток отличается от номинальных значений (прямые 2).

Допустимые границы изменения переменных

В развитие представлений о допустимых границах изменения переменных отметим, что в данном случае важнейшее ограничение по току якоря выполняется, естественно, источником питания, который для работы в продолжительном режиме выбирается так, чтобы . Магнитный поток в продолжительном режиме также ограничивается номинальным значением , поскольку  устанавливается, как отмечалось ранее, по условию допустимого нагревания обмотки. Кратковременно можно допустить  и более, но это не приведет вследствие насыщения магнитной цепи машины к заметному росту потока, поэтому даже кратковременно , а в продолжительном режиме .

Существенным в данном случае оказывается ограничение по напряжению на якоре. Если принять , то при изменении тока ИТ и  скорость, допустимая по условию ограничения напряжения, определится как . Более благоприятными будут условия при  и  будет расти с уменьшением потока и ограничится лишь условиями механической прочности .

Рассмотренные ограничения показаны на рис. 3.15. Недоиспользование перегрузочной способности двигателя по току и моменту оказывает, безусловно, положительное влияние на надежность: гарантируется нормальная коммутация, нормальный тепловой режим якоря и т.п. Вместе с тем очевидно, что снижаются динамические возможности привода, что может быть компенсировано при его правильном проектировании за счет использования скоростей, превышающих номинальную.

Энергетические режимы

Характеристики (см. рис. 3.14, г – д) позволяют, как и при питании от источника ЭДС, определить энергетический режим в каждой точке плоскости ( – М). Напомним, что если произведения Е1 и М имеют положительный  знак, то  мощность, электрическая или механическая, через соответствующие «выводы» отдается (машина приводит в движение механизм, электрический источник питает какую-либо нагрузку). При отрицательном знаке мощность потребляется. Напомним также, что напряжение на якорной цепи U = ЭДСисточника питания – источника тока – и противоположно по направлению ЭДС.

С учетом сделанных пояснений определение режимов не должно вызвать трудности. Все режимы показаны на рис. 3.16. в виде соответствующих энергетических диаграмм.

Сравнивая энергетические режимы электропривода при питании якоря от источника тока (рис. 3.16), с энергетическими режимами электропривода при питании якоря от источника напряжения (рис. 3.11) приходим к заключению, что при питании от источника тока отсутствует режим идеального холостого хода, так как электромеханическая и механическая характеристики не пересекаются с осью скорости.

Особенности при зависимом возбуждении машины

От источника тока могут питаться и машины последовательного и смешанного возбуждения. Основные свойства таких электроприводов очевидны из изложенного ранее. Определенный интерес может представлять привод при последовательном возбуждении машины; в такой структуре при неуправляемом источнике тока реализуется простейший, но тоже неуправляемый источник момента. На его основе можно получить весьма интересные технические решения некоторых практических задач.