2.1.13 Расчет регулировочных резисторов в цепи якоря дпт нв
Если известны естественная характеристика двигателя и его паспортные данные, и требуется рассчитать сопротивление резистора, при включении которого в цепь якоря требуемая искусственная характеристика пройдет через точку с заданными координатами А(ωИ, МИ), то поставленная задача легче всего может быть решена методом пропорций или методом отрезков.
Мотод пропорций. Основан на формуле для статического перепада скорости электропривода:
(1)
Запишем отношение перепадов скоростей электропривода при токе IИ или моменте МИ на естественной и требуемой искусственной характеристиках:
(2)
Из этой формулы выразим искомое RД:
(3)
Перепады скорости на естественной и требуемой искусственной характеристиках показаны на рисунке 2.21,а.
Рисунок 2.21 – Расчёт регулировочных резисторов в цепи якоря ДПТ НВ
Метод отрезков. Этот метод в отличие от метода пропорций нетребует данных о сопротивлении якоря двигателя, а позволяет при необходимости рассчитать его по известной естественной характеристике. Скорость на требуемой искусственной характеристике при номинальных значениях тока, момента, напряжения на якоре и магнитного потока определяется по формуле:
(4)
где
- общее сопротивления якорной цепи.
(5)
Учитывая, что
и обозначив
,
получим
(6)
Откуда
(7)
(8)
Формула (8) отражает важное свойство ДПТ НВ: относительный перерпад скорости равен относительному активному сопротивлению цепи якоря.
Пропорцию (8) удобно
решать с помощью характеристик, для
чего обратимся к рисунку 2.21,б. Обозначим
на характеристике точки a,b,c,d
и отметим, что
,
.
Тогда
(9)
(10)
(11)
Таким образом, для определения RД необходимо по характеристикам определить длины отрезков bc и ad при номинальном токе или моменте, рассчитать номинальное сопротивление и по формуле (10) найти RД.
2.2 Электроприводы с двигателями постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения
2.2.1 Схема включения, статические характеристики и режимы работы дпт последовательного возбуждения
В электроприводах электрического транспорта и ряда подъемных механизмов нашли широкое применение двигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Основной особенностью данного двигателя является включение обмотки якоря последовательно с обмоткой возбуждения (рисунок 2.22,а), вследствие чего ток якоря является одновременно и током возбуждения, что существенно сказывается на свойствах и характеристиках двигателя.
Формулы электромеханической и механической характеристик двигателя имеют следующий вид:
(1)
(2)
где R – общее сопротивление якорной цепи, Ом.
.
Рисунок 2.22 – Схема включения (а) и характеристики намагничивания (б) ДПТ последовательного возбуждения
Магнитный поток и ток связаны между собой кривой намагничивания 1 (рисунок 2.22,б), которую в простейшем случае можно аппроксимировать (приближенно заменить) прямой линией 2, что позволит описать ее следующим выражением:
(3)
где
.
Подставив (3) в (1), получим формулу, описывающую электромеханическую характеристику ДПТ последовательного возбуждения:
(4)
Момент и ток в ДПТ связаны следующей зависимостью:
(5)
Подставив (3) в (5) и выразив ток, получаем:
(6)
Подставляем это выражение в (4) и получаем формулу механической характеристики ДПТ последовательного возбуждения:
(7)
Для изображения
статических характеристик проведем
краткий анализ формул (4) и (7). При
и
как видно из этих формул, скорость будет
стремиться к бесконечности. А при
и
значение скорости будет стремиться к
некоторому значению
.
Общий вид статических характеристик ДПТ последовательного возбуждения показан на рисунке 2.23.
Рисунок 2.23 – Статические характеристики ДПТ последовательного возбуждения
Из характеристик видно, что в основной схеме включения у ДПТ последовательного возбуждения не существует режимов идеального холостого хода и рекуперативного торможения, так как отсутствуют участки характеристик во втором квадранте. Остальные режимы работы аналогичны режимам работы ДПТ НВ.
Регулирование скорости ДПТ последовательного возбуждения может осуществляться с помощью добавочных резисторов в цепи якоря, изменением магнитного потока двигателя и подводимого к нему напряжения.