Файл: Рекус, Г. Г. Элементы автоматизированного электропривода учебное пособие.pdf

В этом случае противо э. д. с. электродвигателя оказывается равной приложенному напряжению сети.

Случай отсутствия дополнительного сопротивления в якорной цепи при номинальном напряжении и номинальном магнитном потоке соответствует естественной механической/характеристике электродвигателя. В соответствии с уравнением механической ха­ рактеристики (2,13) при переходе к режиму большей нагрузке скорость вращения электродвигателя соответственно снижается. Величина уменьшения скорости в общем случае определяется значением сопротивления якорной цепи, в которое помимо соб­ ственного сопротивления обмотки якоря входит так же сопро­ тивление дополнительных полюсов, сопротивление компенса­ ционной обмотки и сопротивление щеток и переходного сопро­ тивления между щетками и коллектором. Второй член уравне­ ния (2,13) характеризует перепад скорости при переходе от хо­ лостого хода к заданной нагрузке.

Вводя обозначение:

уравнение механической характеристики можно привести к виду:

Значение Ал характеризует тангенс угла наклона механической характеристики относительно горизонтальной оси (оси момен­ тов). Поскольку внутреннее сопротивление якоря электродвига­ теля средней мощности обычно мало, то при отсутствии добавоч­ ного сопротивления величина Ал незначительна. При включении в цепь якоря дополнительного сопротивления наклон механи­ ческой характеристики возрастает. Перепад скорости при вве­ дении в цепь якоря добавочного сопротивления Гд соответствует выражению:

При введении в цепь якоря двигателя дополнительного сопро­ тивления становится возможным получить искусственные меха­

нические характеристики.

Уравнение искусственной механической характеристики элект­

29

родвигателя постоянного тока параллельного возбуждения в общем виде имеет вид:

U (г + О М 3

(2,20)

К^Ф К^КФ1

Характер изменения искусственных механических характеристик с изменением добавочного сопротивления виден из рис. 2,6. Как видно из этого рисунка при возрастании величины добавочного сопротивления, искусственные характеристики поворачиваются относительно скорости идеального холостого хода по направле­ нию вращения часовой стрелки.

В процессе некоторых вопросов электропривода возникает необходимость построения механических характеристик электро­ двигателей постоянного тока параллельного возбуждения. При этом, поскольку механические характеристики подобных электро­ двигателей представляют собой прямые линии, то построение их производится по двум точкам. Такими точками обычно являются: точка идеального холостого хода (и = п0, М = 0). и точка, соот­ ветствующая номинальному режиму работы электродвигателя

(Мэ = Ми, п = n j.

При этом номинальный электромагнитный момент опреде­ ляется из выражения (2,12). Номинальная скорость вращения указывается в каталогах соответствующих электродвигателей. Скорость идеального холостого хода может быть найдена сог­ ласно выражения (2,7), записанного для номинального режима

то в соответствии с выражением (2,5) при номинальном значении скорости имеем:

При отсутствии данных о собственном сопротивлении якоря его определяют исходя из условия, что при номинальной нагрузке электродвигателя потери в якоре, составляют примерно половину общих потерь в двигателе:

30

где: Ря — номинальная мощность электродвигателя, квт\ Г1„— к. п. д. двигателя при номинальной нагрузке.

Сопротивление обмотки якоря может быть так же определено из

Аналогичным образом строятся искусственные механические характеристики по двум точкам: по скорости идеального хода (М. = 0, п = п0) и скорости, соответствующей заданному доба­ вочному сопротивлению в цепи якоря при номинальном моменте нагрузки на валу (М — Мя).

П р и м е р : Определить электромагнитный номинальный мо­ мент, на валу и скорость идеального холостого хода двигателя постоянного тока параллельного возбуждения типа П52, имею­ щего следующие паспортные данные: Р„ = 14 кет, (7Н= 220 в,

/„ = 74 а, и,, = 3000 об/мин.

Ре ш е н и е :

1.Коэффициент полезного действия электродвигателя при номинальной нагрузке (номинальном токе):

2. Номинальное сопротивление электродвигателя:

220„ „„

=2,97 ом .

74

3.Сопротивление обмотки якоря электродвигателя:

г, = 0,5 (1 — чя) Я* = 0,5 (1 — 0,86) 2,97 = 0,21 ом.

4. Номинальная угловая скорость;

31

6 . Номинальный электромагнитный момент:

М3 = С1В= 0,665 • 74 = 48,5 нм.

7. Скорость идеального холостого хода:

8 . Уравнение естественной механической характеристики эл тродвигателя:

9. Номинальный момент нагрузки на валу:

Аналогичный результат можно получить, если номинальный момент двигателя определять через угловую скорость вращения:

32

§ 3. Механические характеристики электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения в тормозных режимах

Впроизводственных условиях электродвигатели постоянного тока параллельного возбуждения могут работать в режиме тор­ можения. Остановка электродвигателя при его отключении от питающей сети наступает только по истечении определенного достаточно продолжительного периода времени. Однако в ряде случаев в силу необходимости, обусловленной заданным техно­ логическим процессом, двигатель должен быть остановлен в точ­ но заданное более короткое время.

Вэтом случае применяют искусственные меры, обеспечиваю­ щие быстрое торможение. Существуют способы механического и электрического торможения. Механическое торможение основано на использовании трения. Электрическое торможение основано на использовании электромагнитного момента двигателя, нап­ равленного встречно с вращающим моментом, создаваемым инерцией вращающихся масс системы, кинетическая энергия которых при таком торможении преобразуется в электрическую

энергию.

Тормозной режим используется так же для обеспечения техно­ логического процесса, например при работе крановых механиз­ мов, когда требуется удержание механизма в неподвижном сос­ тоянии при наличии груза.

Механические характеристики тормозных режимов, возникаемых при электрическом торможении, отличаются от аналогичных характеристик двигательного режима. При этом возможны три режима торможения электродвигателя генераторный режим, режим противовключения, динамический режим.

Генераторный режим возникает в том случае, когда на вал электродвигателя действует момент механизма, совпадающий с направлением вращения двигателя. При этом двигатель будет вращаться со скоростью большей скорости идеального холостого

хода.

В этом случае э. д. с. Е якоря электродвигателя оказывается больше приложенного напряжения сети U, а ток якоря изменяет свое направление. Выражение для тока якоря при этом приобре­

33