Файл: Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок учеб. пособие.pdf

х а р а к т е р и с т и к и д в и г а т е л я с п о с л е д о в а т е л ь ­ н ы м в о з б у ж д е н и е м :

Сравнивая выражение скоростной (15-41) и механической (15-42) характеристик двигателя последовательного возбуждения с ненасы­ щенной магнитной цепью, можно видеть, что скорость вращения в функции от момента со — / (A4), так же как и от тока, выражается гиперболической зависимостью с немного большей жесткостью. Ме­ ханическая характеристика, так же как и скоростная, представляет собой кривую, асимптотически приближаю­ щуюся к оси скорости вращения.

Современные двигатели обычно уже при номинальном токе имеют значительное насыщение магнито­ провода, поэтому гиперболическая зависимость наблюдается только при малых нагрузках. При больших моментах нагрузки, выше номиналь­ ной, магнитный поток становится практически постоянным, и соответ­ ствующий участок механической ха­ рактеристики приобретает линейный характер, становится более жест­ ким.

Включение добавочного сопроти­ вления в цепь якоря приводит

к уменьшению напряжения на якоре, в результате скорость вращения уменьшается. Все искусственные характеристики будут располагаться тем ниже естественной, чем больше добавочное сопротивление. Ско­ рость вращения двигателя последовательного возбуждения на любой характеристике резко падает при увеличении нагрузки. Все характери­ стики являются мягкими, поэтому двигатели последовательного воз­ буждения не применяют в приводах, где требуется постоянство ско­ рости при переменной нагрузке. Для привода транспортных машин они являются одними из лучших тяговых двигателей, так как обеспечи­ вают наибольший момент при трогании с места и дальнейшее резкое увеличение скорости при уменьшении момента.

Для практических расчетов, связанных с построением механических характеристик двигателей с последовательным возбуждением, приме­

по данным испытаний заводов-изготовителей и приводятся в каталогах

исправочниках для каждого типа двигателей. Построенные обычно

вотносительных единицах, универсальные характеристики пригодны

1 9 7

для всех двигателей данного типа независимо от их номинальных дан­ ных (рис. 93).

В двигателях с последовательным возбуждением при выражении

'скорости вращения в относительных единицах за основную величину принимают не п0, а номинальную скорость пп.

Искусственные механические характеристики по универсальным характеристикам строят в следующем порядке. Вначале строят ско­ ростную характеристику, задаваясь значениями тока и находя соот­ ветствующие величины скорости по универсальной характеристике. Затем подсчитывают скорости вращения на искусственной характери­ стике, используя построенную естественную (скоростную). Из урав­ нения (15-7) скоростной характеристики видно, что если ток на любой характеристике поддерживать постоянным, то магнитный поток также будет постоянным. Следовательно, при заданном напряжении сети скорость вращения будет зависеть только от сопротивления цепи якоря. Уравнение для со = / (R) при I = const можно записать в таком виде:

а = или ш = а —bR. (15-43)

Взяв отношение скоростей на искусственной и естественной харак­ теристиках для одного и того же тока /, находим:

Пример. Найти скорость вращения и момент двигателя последова­

Найдем сопротивления обмоток (R%) и всей цепи якоря (Дд) в отно­ сительных единицах:

По универсальным характеристикам (рис. 93, для тока / = 1,5)

находим: пі = 0,85, Ml = 1,7.

198

Скорость вращения при токе / = 1,5 и добавочном сопротивлении Ядоб = 1,0 Ом будет равна:

ИЛИ

пи = 0,335 • па= 0,335 ■630 = 211 об/мин.

Развиваемый двигателем момент

Другие точки этой механической характеристики находят аналогич­ ным путем.

15.6.ТОРМОЗНЫЕ РЕЖИМЫ ДВИГАТЕЛЯ

СПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Двигатели с последовательным возбуждением в электроприводах работают как в двигательном, так и в тормозных режимах. В отличие от двигателя с параллельным возбуждением г е н е р а т о р н ы й р е ж и м с о т д а ч е й э н е р г и и в с е т ь д л я д в и г а ­ т е л е й с п о с л е д о в а т е л ь н ы м в о з б у ж д е н и е м н е ­ п р и м е н и м , так как для перехода в этот режим, как видно из меха­ нических характеристик (рис. 94), потребовалась бы недопустимо высо­ кая скорость вращения. Основным, наиболее легко осуществимым,

в противовключение производится введением добавочного сопротивле­ ния в цепь якоря (точка А). Момент двигателя уменьшается, и под действием статического момента, создаваемого грузом, двигатель нач­ нет вращаться в сторону, противоположную действию его момента. Груз будет опускаться (точка С).

Для торможения машин с реактивным (без запаса потенциальной энергии) статическим моментом применяется переключение обмоток на обратное вращение (реверс). Все, что было сказано выше в отноше­ нии изображения характеристик в этом и других режимах двигателя с независимы^ возбуждением, в равной степени относится и к двига­

н и я двигателя последовательного возбуждения осуществляется двумя путями: с независимым возбуждением и с самовозбуждением. П р и н е з а в и с и м о м в о з б у ж д е н и и обмотка возбуждения под­ ключается к сети через ограничивающее сопротивление, а якорь, от­ ключенный от сети, включается на тормозное сопротивление. Магнит­ ный поток в этом случае будет постоянным, а режим работы двигателя и механические характеристики будут соответствовать аналогичному электродинамическому торможению двигателя с параллельным воз­ буждением.

199

Иногда при динамическом торможении применяют самовозбужде­ ние, то есть якорь, отключенный от сети,- замыкают на тормозное со­ противление, заставляя двигатель работать в режиме генератора

Рис. 94. Схемы включения и механические характеристики двигателя

споследовательным возбуждением.

ссамовозбуждением. При этом необходимо переключить концы обмоток якоря или возбуждения, тогда ток генераторного режима будет усили­ вать поток остаточного магнетизма, иначе самовозбуждения не про­ изойдет. При малых скоростях двигатель также не возбуждается. Начинаясь при некотором значении скорости, процесс самовозбужде­

200

ния происходит очень быстро, что вызывает скачкообразное нарастание тормозного момента; в результате этого механическая часть привода испытывает удар. Подобные явления обычно нежелательны, поэтому самовозбуждение применяют в случае аварийного торможения. Режим самовозбуждения не требует питания обмоток от сети.

15.7.РАСЧЕТ ПУСКОВОГО РЕОСТАТА ДВИГАТЕЛЯ

СПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Для расчета ступеней сопротивлений пускового реостата двигателя с последовательным возбуждением применяют обычно г р а ф и ч е ­ с к и е м е т о д ы . Одним из наглядных графических расчетов яв­ ляется построение пусковой диаграммы с помощью дополнительного графического построения зависимости скорости вращения от сопро­ тивления цепи якоря двигателя для двух значений тока, соответствую-

Рис. 95. Графический расчет пускового реостата двигателя с последо­ вательным возбуждением.

щих пусковым моментам. Эта зависимость п = f (R) при / = const, как было показано выше, представляет собой прямую линию.

Исходными данными для расчета, кроме универсальных харак­ теристик, служат те же данные, что и для двигателя с независимым возбуждением. Максимальный пусковой ток также определяется по условиям коммутации.

• П о р я д о к р а с ч е т а следующий. Строят естественную меха­ ническую характеристику двигателя и, выбрав пределы пусковых мо­ ментов Мх и М 2, проводят соответствующие им вертикальные линии (рис. 95). На чертеже слева от оси п строят две прямые А ХНХи А2Н2, выражающие зависимость п = f (R) для токов І х и / 2, соответствую­ щих пусковым моментам Мх и М 2. Каждую из этих прямых строят по

201