- •Двигателя постоянного тока с независимым возбуждением»
- •Оглавление
- •2. Приборы и оборудование
- •3. Теоретическая часть
- •3.1. Конструкция дпт
- •3.2. Уравнение электромеханической характеристики дпт с нв
- •3.2.1. Графическое изображение электромеханической характеристики
- •3.2.2. Анализ уравнений электромеханической характеристики
- •3.3. Уравнение механической характеристики дпт с нв
- •3.3.1. Графическое изображение механической характеристики
- •3.4. Способы регулирования угловой скорости вращения
- •3.4.1. Реостатное регулирование угловой скорости вращения дпт с нв
- •3.4.2. Регулирование угловой скорости вращения изменением потока возбуждения дпт с нв
- •3.5. Четырех квадрантная система координат
- •3.6. Тормозные режимы работы дпт с нв
- •3.6.1. Генераторное (рекуперативное) торможение
- •4. Описание лабораторного стенда
- •4.1. Приборный блок
- •Перечень основных узлов стенда
- •4.2.Электромашинный агрегат.
- •5. Указания мер безопасности.
- •6. Указания по выполнению лабораторной работы
- •6.1. Проверка наличия напряжения питания на стенде
- •6.2. Экспериментальное исследование реостатного регулирования скорости вращения дпт с нв.
- •6.2. Экспериментальное исследование способа регулирования скорости вращения дпт с нв изменением напряжения питания якорной обмотки.
- •6.2. Экспериментальное исследование способа регулирования скорости вращения дпт с нв изменением потока возбуждения.
- •7. Указания по оформлению отчета
- •Цель работы.
- •8. Контрольные вопросы
- •9. Список использованой литературы.
3.6. Тормозные режимы работы дпт с нв
Различают следующие тормозные режимы ДПТ с НВ:
генераторное торможение с отдачей энергии в сеть (рекуперативное);
динамическое торможение;
торможение противовключением.
3.6.1. Генераторное (рекуперативное) торможение
Если сторонним устройством разогнать ДПТ с НВ до скорости выше скорости холостого хода, то он начинает работать генератором, включенным параллельно с сетью, отдавая ей электрическую энергию.
Ток якоря при этом изменяет свой знак, т. к. и ДПТ переходит в тормозной режим с тормозным моментом = .
В этом случае уравнение механической характеристики приобретает вид
. (3.11)
Нетрудно видеть, что графически зависимость в данном случае является продолжением механической характеристики двигательного режима и изображается во 2 или 4 (при противоположном направлении вращения) квадрантах (рис. 3.7).
Данный тормозной режим весьма экономичен, широко применяется в промышленности и на транспорте при некоторых способах регулирования скорости, например при регулировании скорости вращения изменением питающего напряжения .
Рис. 3.7. Механические характеристики двигательного режима и режима генераторного (рекуперативного) торможения при < .
Ограничения на применимость этого тормозного режима обуславливается тем, что он имеет место только на скоростях выше скорости идеального холостого хода, т.е. только при условии, что .
Динамическое торможение
Для осуществления данного режима якорь двигателя отключают от сети и замыкают на тормозное сопротивление так как это представление на рис. 3.8.
Рис.3.8. Схема включения ДПТ с НВ при динамическом торможении.
Уравнение механической характеристики для этого режима запишется как
, (3.12)
где - тормозной момент.
Ток якоря можно определить как
. (3.13)
т. е. ток (и, следовательно, момент двигателя) изменяет свой знак, чем и обуславливается процесс торможение.
На рис. 3.9 представлены механические характеристики ДПТ с НВ, соответствующие режиму динамического торможения.
Рис. 3.9. Механические характеристики ДПТ с НВ, соответствующие режиму динамического торможения при < < .
Способ динамического торможения весьма экономичен, т. к. двигатель работает генератором на постоянную нагрузку, потребляя из сети энергию только на электромагнитное возбуждение.
При переводе ДПТ из двигательного режима в режим динамического торможения необходимо ограничивать величину максимального тормозного тока в момент переключения.
Торможение противовключением
Этот режим по существу соответствует работе ДПТ генератором последовательно с сетью и имеет место тогда, когда обмотки двигателя включены для вращения в одну сторону, но под действием внешнего момента или сил инерции ротор вращается в противоположную сторону. Такой режим работы двигателя можно получить двумя способами: так называемым «тормозным спуском» и изменением на ходу полярности подводимого к якорю напряжения.
Тормозной спуск
Данный вид торможения имеет место при превышении активным моментом сопротивления величины пускового момента, что приводит к изменению направления вращения якоря двигателя и соответственно знака ЭДС. Из первого уравнения системы (3.1) следует, что в этом случае ток якоря определяется как
, (3.14)
т. е. ток якоря превышает значения токов короткого замыкания (3.4). Поэтому для реализации этого режима необходимо ограничивать ток якоря введением добавочного сопротивления .
Графически механические и электромеханические характеристики в этом случае являются продолжением соответствующих характеристик в 4 квадрант.
Режим тормозного спуска широко применяется в грузоподъемных механизмах для опускания грузов.
Противовключение изменением полярности подводимого напряжения
Если у ДПТ, работающего в двигательном режиме на ходу изменить полярность напряжения на обмотке якоря на противоположную, то знак тока якоря изменится на противоположный в соответствии с выражением
. (3.15)
Двигатель переходит в тормозной режим, и его механическая характеристика изображается во 2 квадранте. При этом происходит интенсивное торможение и скорость вращения двигателя падает до нуля. Если в этот момент времени обмотку якоря не отключить от сети, то направление вращения изменяйся на противоположное (график механической характеристики размещен в 3 квадранте), т.е. двигатель реверсируется. Это, безусловно, накладывает определенные ограничения на применимость данного способа торможения.
С энергетической точки зрения данный способ не экономичен, т.к. большое количество энергии выделяется на добавочном сопротивлении, которое необходимо включать в якорную цепь для ограничения бросков тормозного тока.
Механические характеристики для этого режима торможения представлены на рис.3.10.
Рис. 3.10. Механические характеристики ДПТ с НВ, соответствующие режиму торможения противовключением путем изменения полярности подводимого напряжения при < < .