З. Искусственные механические характеристики ДПТ ПВ

Механические характеристики ДПТ ПВ являются искусственными в следующих случаях:

в цепь якоря последовательно включают добавочный резистор;
изменяют напряжение питания машины;
параллельно якорю или обмотке возбуждения включают резистор.
На искусственных механических характеристиках двигатель работает при регулировании частоты вращения, ограничении пусковых токов и во многих других случаях, например, при снижении напряжения при пуске мощного двигателя. Искусственные механические

характеристики строят различными методами.
Аналитический метод построения искусственной характеристики при изменении добавочного сопротивления в якорной цепи.
Добавочное сопротивление в якорную цепь вводится для ограничения пускового тока или регулирования частоты вращения. Для любого значения частоты вращения и соответствующего тока I двигателя на естественной электромеханической характеристике уравнение ЭДС можно записать в виде
. (3.6)
где - магнитный поток двигателя, соответствующий току .

При введении в цепь якоря добавочного сопротивления двигатель будет работать на искусственной характеристике. Тогда

(3.7)

где , , - магнитный поток, угловая скорость и ток

двигателя на искусственной характеристике.
Определим значения угловых скоростей и из уравнений (3. 6) и (3.7 ) и возьмем их отношение:

(3.8)

а б

Рис.3.5. Электромеханические характеристики ДПТ ПВ при введении

добавочного резистора.

Если у двигателя на естественной и искусственной электромеханических характеристиках токи равны, т.е. , то равны и

потокивозбуждения: (рис.3.5 ).

Выражение (3.8) с учетом сказанного запишем следующим образом:
(3.9)

откуда

(3.10)

Таким образом, задаваясь на естественной электромеханической характеристикезначениями тока и угловой скорости ,определяем угловую скорость на искусственной характеристике при введенном в цепь якоря добавочном сопротивлении для того же тока.
Построение искусственных электромеханических и механических характеристик при введении в цепь якоря добавочного сопротивления выполняем следующим образом. По универсальной характеристике и паспортным данным двигателя строим естественные механическую и электромеханическую характеристики. Определяем значение

сопротивления резистора :
(3.11)

где - сопротивление обмотки возбуждения; = 0,5;

.
По выражению (3.10 ) строим искусственную электромеханическую характеристику для заданного сопротивления .Для этого

задаемся током и определяем (рис.3.6).
(3.12)

Рис. 3.6. Построение искусственных механических и

электромеханических характеристик ДПТ ПВ аналитическим

методом при включении добавочного сопротивления.

После этого принимаем значения тока: (не менее пяти точек в рассматриваемом диапазоне) и рассчитываем соответствующие угловые скорости и т.д. По полученным данным строим

искусственную электромеханическую характеристику.
Для построения искусственной механической характеристики поступают следующим образом: при угловой скорости (токе ) значение момента двигателя равно . На искусственной электромеханической характеристике при угловой скорости значение тока не изменилось, следовательно, не изменился и момент, т.е. . Аналогично определяем моменты для и т.д. Соединив полученные точки, получим искусственные механическую и электромеханическую характеристики (рис.3.6).
Графический метод построения искусственных механических характеристик двигателей последовательного возбуждения заключается в в следующем. Если ток двигателя последовательного возбуждения постоянен, т.е. I = const, то постоянным будет и поток возбуждения (Ф = соnst). Из уравнения ЭДС двигателя определяем зависимость

сопротивления якорной цепи от угловой скорости:
(3.13)

откуда

(3.14)

3начит, при одном и том же токе двигателя между угловой скоростью и сопротивлением существует линейная зависимость.
Для построения графика искусственной механической характеристики в требуемом диапазоне задаемся пятью-шестью значениями токов: . Графики изменения сопротивления от угловой скорости

R = f() при заданных значениях токовстроим во втором квадранте по двум точкам. Для тока координаты первой точки (= 0; ; второй - ( ). Для тока координаты следующие: первой точки (; второй и т.д. Таким образом, получаем семейство линейных характеристик R = f(
Искусственную электромеханическую характеристику при заданном добавочном сопротивлении строят вследующем порядке (рис.3.7 ): от сопротивления дополнительно по оси R откладываем в масштабе (точка б); через точку б проводим прямую, параллельную оси .Эта прямая пересекает графики в пяти точках: 1”, 2”, 3, 4”, 5”. Эти точки определяют значения угловой скорости двигателя при введенном добавочном сопротивлении для токов Для графического построения электромеханической характеристики = (I) проводим прямую, параллельную оси I ‚ через 1” до пересечения с точкой в точке , которая лежит на искомой электромеханической характеристике = f (t ).

Рис. 3.7. Графический метод построения электромеханической характеристики ДПТ ПВ при изменении добавочного резистора.
Аналогичные построения выполняются для точек т.д. Соединив эти точки плавной линией, получим график электромеханической характеристики при добавочном сопротивлении .
Механическую характеристику строят так же, как при

аналитическом методе.
Искусственные механические характеристики двигателя последовательного возбуждения при изменениях напряжения отражают изменения момента и угловой скорости при регулировании частоты вращения двигателя и при ограничении пускового тока. Для этого используется специальный регулируемый источник: система Г-Д, управляемый тиристорный выпрямитель и т.д. Механические характеристики при изменениях напряжения можно построить по полученным ранее соотношениям. Уравнение ЭДС двигателя (3.7 ) при работе на искусственной характеристике для заданного тока I:

. (3.15)

В этом случае необходимо в уравнении (3.7) принять и . Тогда

(3.16 )

Для заданного значения примем значения токов и определим угловые скорости по выражению (3.16). Построим искусственную электромеханическую характеристику. Механическая характеристика строится аналогично.