Файл: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие.pdf

рости; модуль жесткости механических характеристик уменьшается при снижении угловой скорости, а потери мощности в главной цепи при этом растут; диапазон регулирования ограничен; во всех случаях, кроме регу­ лирования скорости асинхронного двигателя изменением сопротивления в цепи статора, допустимый момент на­ грузки практически можно считать постоянным. Но вместе с тем существуют и специфические особенности регулировочных свойств каждого из двигателей. В связи с этим целесообразно раздельно рассмотреть реостатное регулирование для каждого типа двигателей.

а) Реостатное регулирование скорости двигателей постояиного тока

Схема включения двигателя постоянного тока неза­ висимого возбуждения, регулируемого с помощью рео­ стата в цепи якоря, представлена на рис. 4-2. Регулиро-

ванне скорости осуществляется путем изменения сопро­ тивления R n „. Все остальные параметры схемы остаются неизменными. В частности, остается неизменным и ток возбуждения, а значит, и поток возбуждения двигателя: Ф = Фн. Если считать, что для всех значений угловой скорости допустимым по условиям нагрева током якоря является его номинальный ток, т. е. / я доп = / я н, то допустимый момент при регулировании скорости равен:

164

Таким образом, при реостатном регулировании ско­ рости допустимый момент на валу двигателя не зависит от скорости и равен его номинальному моменту. Йцаче говоря, реостатное регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения может быть осуществлено при постоянном допустимом моменте ста­ тической нагрузки.

Из анализа уравнения ме­ ханической характеристики (2-9) следует, что при изме­ нении R n я возможно регу­ лирование угловой скорости только вниз от основной ско­ рости. На рис. 4-3 представ­ лены механические характе­ ристики двигателя при рео­ статном регулировании ско­ рости. В двигательном, режиме они все лежат ниже его естественной характери­ стики.

Из уравнения механиче­ ской характеристики следует,

что при постоянном моменте двигателя его угловая ско­ рость является линейной функцией сопротивления регу­ лировочного реостата

значении М.

Последний член в (4-4) представляет собой падение скорости, обусловленное введением добавочного сопро­ тивления. На рис. 4-4 представлены зависимости со (Дп я) для ряда значений М = const. Из анализа (4-4) и зави­ симостей со (Дп. я) на рис. 4-4 следует, что по мере сниже­ ния момента на валу двигателя реостатное регулирова­ ние скорости становится малоэффективным, а при М —>■ -> 0 изменение сопротивления в цепи якоря практически не приводит к изменению скорости.

165

При реостатном регулировании модуль жесткости механических характеристик снижается по мере умень­ шения скорости. Этот вывод следует из анализа характе­ ристик на рис. 4-3 и из (2-16). Данное обстоятельство ограничивает диапазон регулирования скорости. В тех случаях, когда бывает задано значение минимального модуля жесткости механических характеристик |Р |мш„ наи­ меньшая скорость при номинальном моменте на валу согласно (2-14) и (2-16) будет равна:

Из (4-5) следует, что с уменьшением заданного значе­ ния |Р*|Ш1„ увеличивается диапазон регулирования. На величину D влияет также внутреннее сопротивление дви­ гателя: с увеличением Rn% диапазон регулирования уменьшается.

Часто вместо значения минимальной жесткости ха­ рактеристик задают наибольшее отклонение момента ста­ тической нагрузки ДД/с.доп, приводящего к остановке двигателя. В этом случае Л/к. 0 = М п ДЛ/С.доп. При этом в соответствии с (2-14)

Тогда

лирования скорости двигателей постоянного тока неза­ висимого возбуждения при условии М с = const диапазон регулирования обычно не превосходит 2—2,5.

Диапазон регулирования в рассматриваемой схеме ограничен также из-за увеличения потерь энергии при ре-

166

гулировании и соответствующего снижения к. п. д. Дей­ ствительно, при постоянном моменте иа валу двигателя мощность, потребляемая из сети, также остается постоян­ ной

Pc — UCI я = щ М - const,

тогда как его механическая мощность

Рм =

снижается с уменьшением угловой скорости, а потери мощпости возрастают пропорционально падению ско­ рости ДРЭЛ = А соМ. Таким образом, в случае регулиро­ вания скорости при М — const

(4-7)

Среднее значение к. и. д. в заданном диапазоне регу­ лирования может быть определено из (4-2а) при подста­ новке в него (4-7)

рактеристике.

При реостатном регулировании скорости двигателей постоянного тока последовательного и смешанного воз­ буждения также изменяется добавочное сопротивление в цепи якоря. В этом случае основные показатели регу­ лирования остаются такими же, как и у двигателей с не­ зависимым возбуждением. В частности, допустимый мо­ мент остается неизменным и равным номинальному в силу

Из (2-35а) следует, что при постоянном значении мо­ мента зависимость скорости двигателей последовательного

и смешанного возбуждения от величины сопротивлений

вцепи якоря является линейной. Для построения зави­ симостей со (R„) при М = const можно воспользоваться

естественной механической характеристикой двигателя и зависимостью М (7Я). С помощью последней при'за­ данном М определяется значение / я и величина сопротив­ ления цепи якоря при со = 0 по формуле R a_0 = £/с// я- Соответствующие построения показаны на рис. 4-5. Сле­ дует подчеркнуть, что с помощью зависимостей со (Rn)

167

Рис. 4-5. К построению механических характеристик двигателей последовательного (а) и смешанного (б) возбуждения при реостатном регулировании скорости.

168

могут быть построены реостатные механические харак­ теристики для заданных значений R a Аналогичный метод может быть использован и для построения скоростных характеристик двигателей последовательного и смешан­ ного возбуждения.

Значения скорости на искусственных реостатных ха­ рактеристиках могут быть определены и расчетным путем

рис. 4-5, показывает, что при малых значениях момента реостатное регулирование скорости двигателей последо­ вательного и смешанного возбуждения неэффективно.

б) Реостатное регулирование скорости асинхронных двигателей

Реостатное регулирование угловой скорости асин­ хронных двигателей может осуществляться различными

ния в цепи статора.

При включении симметричных сопротивлений в цепи ротора изменяется значение критического скольжения,

169