Характеристики ДПТ НВ

Искусственные механические и электромеханические

Механические и электромеханические характеристики становятся искусственными, если U_ДВU_Н или Ф_ДВ = Ф_Н или R_доб > 0. Изменение значения напряжения или потока возбуждения машины, увеличе­ние добавочного сопротивления в цепи якоря могут возникнуть при пуске, а также при регулировании частоты вращения двигателя. Изменение U, Ф или R_доб может быть обусловлено и отдаленнос­тью источника питания от электрического двигателя. При боль­ших токах нагрузки в этом случае возникает значительное па­дение напряжения в сети, что приводит к снижению напряжения на якоре и потока возбуждения машины. Рассмотрим характерис­тики двигателя постоянного тока при изменении напряжения, потока и добавочного сопротивления. Грачев Г.М. [4] рекомендует рассматривать при этом три случая.

Первый случай. U = U_H , Ф = R_доб > 0 частота вращения иде­ального холостого хода двигателя параллельного (или незави­симого) возбуждения при введении в цепь якоря добавочного сопротивления остается неизменной:

При введении в цепь якоря добавочного сопротивления снижается. пусковой ток, следовательно, и пусковой момент двигателя

I_П = U_Н/(r_я + R_доб); М_П = U_Н сФ/(r_я + R_доб).

Графики механической характеристики приведены на рис.2.3. Из графиков видно, чем больше значение добавочного сопротивления, тем мягче характеристики. С ростом R_ДОБ растет падение напря­жения на сопротивлениях (r_ДВ + R_ДОБ). следовательно, на якорь двигателя приходится меньшее значение напряжения. С уменьшени­ем напряжения на якоре (при постоянстве потока) снижается частота вращения двигателя.

Второй случай. Ф = Ф_Н0М, R_ДОБ = 0, U < U_H

В электрических машинах постоянного тока напряжение на якоре можно изменять в пределах (т.е. только в сто­рону понижения от номинального значения).

Рис. 2.3. Характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения при изменении сопротивления в цепи якоря:

а - электромеханические ; б – механические.

При уменьшении напряжения на якоре уравнения искусствен­ных характеристик имеют вид:

, (2.16 )

(2.17 )

Таким образом, значения жесткости механической и электро­механической характеристик не изменяются. Это значит, что искусственные характеристики располагаются параллельно ес­тественным.

Координата первой точки

, М = 0 , I = 0.

С уменьшением напряжения на якоре пропорционально изменя­ется и значение частоты вращения идеального холостого хода:

а б

Рис.2.4. Характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения при изменении напряжения на якоре:

а – электромеханические; б - механические.

Координаты второй точки М_ПИ, I_ПИ также изменяются пропор­ционально приложенному к якорю напряжению. Характеристики для U_H < U₁ < U₂ < U₃ и т.д. изображены на рис.2.4.

Из графика рис.2.4 и уравнения (2.17 ) видно, что при одном и том же моменте двигателя при уменьшении напряжения частота вращения двигателя уменьшается с до и т.д.

Третий случай U = U_H , R_ДОБ = 0, Ф < Ф_Н

Рабочая точка на кривой намагничивания двигателя выбирается на перегибе, поэтому поток Ф можно только понижать. Следует рассматривать условие, когда Ф < Ф_Н

Значение частоты вращения идеального хода растет:

Пусковой ток остается постоянным, а момент снижается:

I = ; М = с Ф U/.

Уравнения электромеханической и механической характеристик:

; (2.18)

(2.19)

Таким образом, при ослаблении потока двигателя до какого-то значения частота вращения возрастает. Действительно, при ослаблении потока возбуждения до Ф₁ < Ф_Н уменьшается ЭДС якоря и возрастает ток:

I₁ = (U_H - cФ₁е)/r_Я (2.20)

Возрастает и момент двигателя. При ослаблении потока на частоте вращения момент двигателя М₂ больше М_С и двигатель начинает разгоняться до частоты вращения, где М_С будет равен моменту двигателя. Следует отметить, что значение тока I₃ на частоте вращения больше, чем на , т.к. М_С = const.

График изменения тока и момента в зависимости от частоты вращения при Ф_Н > Ф₁ > Ф₂ и т.д. приведен на рис.2.5.

а б

Рис.2.5. Характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения при изменении магнитного потока возбуждения:

а – электромеханические; б – механические.