Файл: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие.pdf

Резонанс напряжений в цепи ротора будет иметь место при равенстве нпдуктпвного п емкостного реактивных сопротивлений

(xiS *рез= хс / ®рез)1 т- е- ПРИ скольжешш

Заменяя в уравненпп для тока хс в соответствпп с последним выражением, а также учитывая, что в соответствии с (2-53а) sHп = = i?a2/x22, можно записать:

где

Л/к.II

2“Л 2 '

Следует заметить, что приведенные здесь значенпя / 2Пр. и л М к, н не являются максимальными для рассматриваемой схемы включения двигателя. Максимальные значения тока ротора и момента имеют место соответственно при скольжениях

Как следует из (4-22), ток может достигать максимальной вели­ чины при конечном значении скольженпя только в случае, когда

180

Последнее соотношение определяет условия выбора параметров рассматриваемой схемы.

Из (4-22) и (4-23) следует, что скольжения, соответствующие максимумам тока и момента, не совпадают с spe3,причем s/MaKC > spe3.

Путем несложного‘анализа этих формул можно также показать,

приводит к громоздкому n неудобному для практических вычислений выражению для максимального момента. С учетом же принятого допущения

Из последних двух выражений следует, что максимальные значения тока и момента растут с увеличением spe3. На рпс. 4-15 показаны скоростные и механические характеристики при двух зна­ чениях .9рС3. Характеристики построены при хс = const, Д2П =

= const и xiS = var. Там же для сравнения приведены естественные

характеристики двигателя. Анализ этих характеристик позволяет сделать следующие выводы. С увеличением spe3 заметно возрастает перегрузочная способность двигателя. В частности, при определен­ ном подборе параметров она может почти вдвое превышать перегру­ зочную способность двигателя в нормальной схеме включения, как это следует из (4-26). Это объясняется возрастанием тока при s —►spe3, поскольку в этом случае реактивное сопротивление цепи ротора близко к нулю, и практически полным совпадением по фазе э. д. с. п тока ротора. Рассматриваемая система электропривода обладает высоким пусковым моментом, который может в несколько раз пре­ вышать пусковой момент па естественной характеристике двигателя. Наконец, жесткость рабочих участков механических характеристик (0,6spe3 < s < .?Рез) приближается к жесткости рабочего участка естественной механической характеристики.

181

Из (4-21) может быть получено выражение для жесткости меха­ нической характеристики

Рис. 4-15. Механические (—) и скоростпые (-------) ха­ рактеристики асинхронного двигателя с колебатель­ ным контуром в цепи ротора.

На первый взгляд модуль жесткости механических характе­ ристик в этом случае не превышает соответствующую величину при реостатном регулировании асинхронного двигателя. В действитель­ ности это не так, ибо при sK.„ < s pe3 и зоне скольжений (0,7 -г- 0 ,9 )sDe3 обычно Р = (2 4) ррез-

Оценивая энергетические показатели рассматриваемой схемы, следует отметить, что к. и. д. электропривода в данном случае будет таким же, как н прн других способах параметрического регу­ лирования скорости асинхронных двигателей. Однако она выгодно, отличается от других ранее рассматривавшихся схем в отношении

4-4. РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ШУНТИРОВАНИЕМ ЯКОРЯ

В отличие от рассмотренных ранее способов регулирования скорости электроприводов путем включения резисторов последова­ тельно с главными цепями двигателей в настоящем параграфе рас­ сматриваются такие способы регулирования скорости электродвпга-

182

телеы постояниого тока, когда регулировочные резисторы включа­ ются параллельно и последовательно с' якорем. На рис. 4-16 пока­ зана схема, в которой изменение скорости двигателя независимого возбуждения осуществляется путем регулирования сопротивлений R ш и Л п. Резисторы Пт п R n, по сути дола, представляют собой . делитель напряжения. Правда, па работу этого делителя напряже­ ния в значительной степени влияет нагрузка двигателя, так как потребляемый из сети ток /<., а значит, и падение напряжения на последовательном сопротивлении /?п зависят от тока якоря 1„ двигателя.

Рассматриваемый способ обычно назы­ вается «регулированием путем шунти­ рования якоря двигателя». Практи­ чески под указанным термином сле­ дует понимать включение в цепь якоря добавочных сопротивлении по схеме делителя напряжения (потенциометра).

Для анализа работы двигателя по схеме рис. 4-16 запишем уравнения Кирхгофа для цепи якоря:

= R + / V я + ^пI с.\

(4-27)

1с= 1н'3г 1ш-

Исключая из системы уравнений (4-27) / ш и / с к учитывая (2-4) и (2-8), получаем уравнения скоростной и механической характе­

ческие характеристики двигателя независимого возбуждения в схе­ ме шунтирования якоря имеют вид прямых линий. Скорость идеаль­ ного холостого хода уменьшается в На раз по сравнению с со0. Кроме того, снижается модуль жесткости механических характерис­

сопротивлений 7?ш и Лп позволяет регулировать скорость двигателя вниз от основной. Поскольку ток возбуждения не изменяется, то при регулировании скорости допустимый момент нагрузки остается постоянным и равным номинальному.

Примерный вид механической характеристики при некоторых значениях Rn и R m показан на рпс. 4-17. Там же пунктирной линией показана реостатная характеристика. Сопоставление механических характеристик ири реостатном регулировании и при регулпрова-

183

нцп по схеме на рис. 4-16 показывает, что модуль жесткости в по­ следнем случае значительно выше.

Действительно, если записать уравнение механической характе­ ристики в виде

М

где IPI — модуль жесткости, то для двух характеристик — реос­ татной и при шунтировании, проходящих через одну и ту же точку с координатами Wj и М х, справед­

ливо следующее соотношение:

одновременно изменяются значения а ц модуля жесткости механической характеристики. Отсюда сле­ дует, что механические характеристики при изменении регули­ рующего параметра будут пересекаться друг с другом.

Рассмотрим случай Яш = var и Яп = const. Найдем координа­ ты il/j, coj точки пересечения мехашгческих характеристик, соот­

ветствующих ЛШ1 и Т?ш2 *

В соответствии с (4-29) можио записать:

где

Отсюда M i = и скФнШп, соответственно / я1 = U j R a. Подставляя полученное значение Л/j в (4-29), находим:

Wj = (Дд/Дц) ш0-

Полученные выражения для координат точек пересечения мехашгческих (Mv tOj) и скоростных ( / яГ, coj) характеристик инва­

риантны по отношению к регулирующему параметру Лш. Следова­ тельно, при R n = const п /?ш = var все механические н скоростные характеристики пересекаются в одной точке с найденными коорди-

184