21 Вплив реакції якоря помітно позначаєтеся і лінійність

механічних характеристик порушується.

Досліджуваний двигун ДВ-630 має наступні номінальні

дані:

Номінальна потужність на валу P_{н…………..}600 Вт

Номінальна напруга U_н 27 В

Номінальна, сила струму I_н 36 А

Номінальна кутова швидкість ω_н 500 рад/с

Р ис. 7. Схема лабораторного стенду з дослідження різних методів регулювання кутової швидкості двигуна паралельного збудження.

Навантаженням двигуна (рис.7) є механічно зв'язаний з ним електродвигун (ДНГ, що працює в режимі електромагнітного гальма.

Прилади, клеми переключення, вимикач розташовані на лицьовій панелі стенда. Покажчик вимірника кутової швидкості, підключений клемами до обмотки тахогенератора ТГ.

Включення опорів і обмоток. з6удження виробляється вимикачами В₁ ,В₅, В _{6 ,} В ₂ , В₃.

Потік збудження буде відповідати номінальному режиму роботи при включенні однієї обмотки збудження ОВД 1. При одночасному включенні обмоток. ОВД I і ОВД II сумарний потік буде дорівнювати

Ф_{ОВД I II} = 1,2 8Ф_ном.

Експеримент по зняттю природних і штучних характеристик необхідно проводити відповідно до схем (рис.1,а,б,в) при

значеннях опорів R_и (R_п1=0,59;R_п2=0,35; R_п3=0,25)

заданих викладачем.

Розрахункові природні характеристик будувати по номінальним даним електродвигуна.

2 Регулювання кутової швидкості ДВИГУНІВ з послідовним збудженням

Схеми регулювання кутової швидкості серійних двигунів представлена рис.2_, а, б, з, г.

1 Включення додаткового опору в ланцюг двигуна (рис.2,6) (приводить до збільшення спаданню напруга її ланцюзі і зменшенню кутової швидкості двигуна.

(10)

Таким чином , штучна швидкісна характеристик може бути отримана, по природній для відомих значень додаткових опорів R _n вираженню (10) . Кутова швидкість регулюється вниз щодо природної характеристики при цьому жорсткість характеристики

зменшується , а діапазон упаювання не перевищує 2-3 і значно залежить від моменту навантаження.

Цей метод найбільше застосуємо для регулювання в невеликому діапазоні, кутових швидкостей при постійному моменті навантаження і через простоту регулювання застосовується в електропривода систем запуску, паливних насосах, лебідках і ін.

Швидкісна і моментна характерники зазвичай визначається експериментально чи задані графічно. Якщо одна

залежність відома, то інша може бути побудована. Значення

КФ = К_мФ = СФ при: будь-якому заданому значенні струму якоря визначається по виразу:

(11)

Еелектромагнітний момент визначається по виразу (2)

(12)

Значення ω_в знаходять по природній характеристиці для значення I_m

Величина повного опору ланцюга електродвигуна (з урахуванням спору щіткового контакту) визначається приблизно з умови того, що втрати в обмотках і щітковому вузлі складають 0.6-0,8 усіх утрат.

Штучна характеристика при включенні опору в ланцюг двигуна

(рис. 2,б) проходить нижче природної.

Для її побудови зручно застосовувати графоаналітичний метод (р:яо.8) , що грунтується на наступному явищі. Якщо при постійному моменті навантаження змінювати опір R_п , то струм і магнітний потік залишається незмінним, а кутова швидкість буде змінюватися відповідно до рівняння прямої:

(13)

Проводиться уліво від координат швидкісної характеристики вісь спорів, на якій у масштабі відкладаютьcя значення опорів R(R_э;R_э+R) і пунктиром проводяться прямі, паралельні осі ординат ω . Тоді, в координатах ω, R неважко протести промені, що виражають залежність (13).

Для значення струму I_я координати променю будуть наступні:

(R_э ; ω) і (R+R_n1; ω=0),

де R_э + R_n1 - визначаються по виражу

(14)

Визначивши точку перетинання прямої з точки R + R з променем, проводимо з неї пряму, паралельну осі абсцис у системі координат ω, I_я ,до перетинання з променем І_g1.

Рис-. 8, До побудови штучної і граничної характеристики двигуна послідовного збудження графоаналітичним методом

Таким чином, одна і точка штучної характеристики відома, подібно їй знаходимо інші, і з’єднуємо кривою.

Якщо провести з точки перетинання, променя з віссю ординат ω пряму, паралельну осі абсцис, до перетину з прямою струму I_g1 то одержимо точку граничної характеристики.

Рис.9 Схема регулювання

швидкості змінного Рис.10 Швидкісна характеристика

магнітного потоку двигуна послідовного збурення а,в-штучні

характеристики при різноманітних

значеннях R _{II ;} б- природня характеристика

Рис.11 Моментні характеристики Рис. 12 Механічні характеристики

M _э = f(I_я): M _э = f(ω):

а – штучна характеристика а, в – штучна характеристики

при включенні R _II б – природна характеристика

б – природна характеристика

Градирною характеристикою називається характеристика для випадку, коли опір ланцюга, якоря двигуна було рівним нулю. Характеристика виражає зв'язок між

струмом у двигуні і магнітному потоці , тобто

2. Регулювання кутової швидкості зміною струму збудження широко застосовується в практиці (рис. 2.її) Одна з можливих схем регулювання зображена на рис.9.

При малій кутовій швидкості магнітний потік буде сумарний і при спрацьовуванні контактора К одна обмотки закорочується при цьому магнітний потік. зменшується.

При зменшенні опору R_п (рис.2,.в) по обмотці збудження буде протікати менший струм, отже, магнітний потік зменшиться , а кутова швидкість збільшаться. Швидкісні характеристики будуть маги вид, показаний на рис. 10,а.

Моментна і механічна характеристики дня даної схеми регулювання кутової швидкості мають вид, згідно рис. 11,а; 12а

Зі зменшенням шунтуючого опору:

а) зменшуються загальний опір ланцюга і росте струм короткого замикання, отже, кутова швидкість холостого ходу буде різною;

б) магнітний потік зменшується .. а величина пускового моменту в залежності від співвідношення струму і потоку чи буде чи зменшуватися збільшуватися.

Діапазон регулювання кутової швидкості не перевищує знамення 2-3 і дозволяє розширити діапазон швидкості убік вище номінальної. Метод застосовується в електроприводі насосів перемінної продуктивності.

4 Шунтування обмотки двигуна.

Вигад швидкісної характеристики має вид:

(15)

I _ш = I _е – I _я - струм у ланцюзі, двигуна.

Швидкісна характеристика виражається через граничну в такий спосіб:

(16)

де - вираз швидкісної граничної характеристики.

Цей метод регулювання кутової швидкості застосовується у випадках, каш потрібно обмежити кутову швидкість при малих навантаженнях. Т:.к у цьому випадку буде протікати навіть то,;і_? коли струм якоря буде дорівнювати нулю. Схема (рис.2,г) дозволяє проводити регулювання кутової швидкості одночасно за рахунок зниження напруги . що підводиться до затискачів якоря, і зміни потоку. Кутова швидкість регулюється униз від номінальної , а механічні характеристики мають велику жорсткість. Швидкісні, і механічні характеристики зображені на рис.10,б; 12.б.

При R_ш = 0 механічна характеристика проходить через початок координат і відповідає роботі двигуна послідовного збудження в режимі динамічного гальмування без зовнішнього опору. Жорсткість характеристик залежить від R_ш . При переході ω (ω > ω) в область негативних моментів двигун не віддає енергії в мережу енергія губиться на шунтуючому опорі (ЭДС

двигуна не може бути більше прикладеної напруги в мережі;

Машина має перекидаючий момент. Механічні характеристики

серієсного двигуна при R _ш = vаг, R_II = соnst і R _ш = соnst,

R _n = vаг зображені на рис.13- а, б,

Метод регулювання швидкості шунтуванням якоря

неекономічний, тому що утрати великі. Діапазон регулювання

досягає значення D = 3÷5.

Випробуваний електродвигун типу Д-400 має наступні

номінальні дані:

Потужність номінальна P_н 400 Зт

Напруга живлення U_н 27 В

Струм номінальний I_н 25 А

Кутова швидкість ω_н 700 рад/с

Рис. 13. Механічні характеристики двигуна послідовного збудження

При R _ш = vаг, R_II = соnst і R _ш = соnst, R _n = vаг

Рис.14. Електрична схема експериментальної установки.

Навантаженням є другий двигун ДН, зчленований з випробуваним муфтою зчеплення. На передній панелі знаходяться прилади, клеми підключення, вимикачі опорів. Схема установки зображена на рис. 14 (див. Передню панель установки).

Експериментальні залежності необхідно знімати відповідно до схем включення (рис.2, а,б,г).

R_п1 =0,59 Ом; R₂=0,35 Ом; R=0,25 Ом;

R_ш1 =2,38 Ом; R_ш2 = 2_,6 Ом; R _ш3 = 2,95 Ом;

Механічну характеристику будують на основі швидкісної і моментної характеристик. Моментна характеристика розраховується по рівнянню:

= ; R = 0,22 Ом ; R₃ = 0.07 Ом

1 Для зняття природних швидкісних характеристик двигунів постійного струму роблять відповідні переключення в схемах-підключення електродвигунів (рис. 1_?а; 2.а).

2. При знятті характеристик необхідно фіксувати не тільки значення кутової швидкості і струму, але і напруги. Струм: необхідно вимірювати через рівні інтервали, а швидкість - у поділках шкали.

3 При знятті природних і штучних і швидкісних характеристик для двигуна з паралельним збудженням неощадно пам'ятати, що потік збудження буде номінальним при включенні однієї обмотки збудження (включення В.2) . При одночасному включенні обох обмоток збудження сумарний магнітопотік буде складати: Ф = 1,28 Ф_ном

4. Механічні характеристики ω=f(М) будуються: при використанні швидкісних харінаеристак ω=f(I_я)

При побудові залежностей ω_н =f(М) для двигунів, з послідовним збудженням використовуються залежності. (10). (16).

Моменту характеристику М=f(I_я) розраховують по

рівнянню (12).

5. При побудові графічні методом швидкісної штучної характеристики з включеним опором для двигуна 3 послідовним збудженням опір визначають з умови, що втрати в обмотках і щітковому контакті при номінальному режимі складають 0_:.6-0_?8 повних утрат. Співвідношення опорів обмоток двигуна наступні: R_в + R_я = R_м Побудова граничної характеристики необхідна , так як вона потрібна для розрахунку залежності між моментом і струмом і при розрахунку характеристик у схемі, із шунтуванням якоря електродвигуна опором.

6. Знімати експериментальні характеристики потрібно ., починаючи з мінімального навантаження, збільшуючи його не більше ніж на 20% відносно номінального.

7. Для наочності порівняння характеристик і аналізу побудова характерніше доцільно виконати окремо для швидкісних для механічних характеристик.

Зміст звіту

Звіт по лабораторній роботі повинний містити:

1 Електричні схеми для різних методів регулювання кутової швидкості електроприводів постійного струму (рис.1.2).

2.Таблиці розрахункових і експериментальних даних і короткі описи до них.

Графіки розрахункових і експериментальних залежностей.

Розраховані значення діапазонів регулювання.

Контрольні питання

1 Лір називається регулюванням кутової швидкості?

2 Показники приведу регульованої кутової швидкості.

3 Основні характеристики електропривода регульованої кутової швидкості

4 Регулювання кутової швидкості з двигунами паралельного і незалежного збудження при зміні магнітного потоку.

5 Регулювання путової швидкості електропривода із серієсним двигуном шляхом шунтування ланцюга якоря.

6 Сутність графічного методу побудов:* граничної і штучної характеристик.