Схема включения и статические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Основная схема включения ДПТ НВ представлена на рис. 2, где приняты следующие обозначения: I, I _в, – соответственно токи в цепях обмоток якоря и возбуждения ОВ, А;

Е – ЭДС обмотки якоря, В;

Ω и М – соответственно угловая скорость (рад/с) и момент (Нм) двигателя;

R _я= г_оя + г_дп + r_ко + г_щ – сопротивление цепи обмотки якоря, состоящее из сопро­тивлений обмотки якоря, добавочных полюсов, компенсационной обмотки и щеточного контакта, Ом; R _ов – сопротивление обмотки возбуждения, Ом; L _я, L _ов – соответственно индуктивности обмоток якоря и возбуждения, Гн. На схеме показаны добавочные резисторы в цепях обмоток якоря R _д и возбуждения R _в, а также от­дельные источники питания обмоток якоря и возбуждения с напря­жениями соответственно U и U _в.

При выводе уравнений для статических характеристик двигате­ля примем следующие допущения: реакция якоря не учитывается; момент на валу двигателя равен электромагнитному моменту. Уравнение равновесия напряжения цепи обмотки якоря, ЭДС якоря и электромагнитного мо­мента для установившегося режима работы двигателя и принятых допущениях были выведены в разделе 2.1 и имеют вид

U = Е + IR; (65)

Е = С_еФΩ; (66)

М = С_мФ I, (67)

Ф=const,

где R = R _я + R _д – полное сопротивление цепи якоря, Ом; R _д – регулировочное сопротивление цепи обмотки якоря; Ф – магнит­ный поток, Вб; U – подводимое к якорю напряжение, В; C_e = p _п N /(2π a)– конструктивный коэффициент двигателя; р _п – число пар полюсов; N – число активных проводников обмотки якоря; а – число параллель­ных ветвей обмотки якоря. В системе СИ коэффициенты С_м=C_e.

При условии Ф=const произведения С_еФ и С_мФ также постоянны и могут быть обозначены постоянными коэффициентами k _e= С_еФ и k _м= С_мФ.

Коэффициент k _e= С_еФ называется коэффициентом ЭДС двигателя. Он равен ЭДС двигателя вращающегося со скоростью 1 рад/с при номинальном магнитном потоке.

Коэффициент k _м= С_мФ называется коэффициентом момента двигателя. Он равен моменту развиваемому двигателем на 1 А тока якоря при номинальном потоке.

Подставляя (66) в (65), получим формулу для электромехани­ческой характеристики Ω(I):

Ω = (U - IR)/(C_eФ). (68)

Формулу для механической характеристики Ω(М) ДПТ НВ полу­чим из (68) с использованием выражения (67):

. (69)

В соответствии с (68) и (69) электромеханическая и механичес­кая характеристики ДПТ НВ представляют собой линейные зави­симости угловой скорости (далее скорости) от тока и момента, вид которых для разных полярностей питающего якорь напряжения по­казан на рис. 19. Здесь электромеханическая и механическая характеристики совмещены, что в соответствии с (67) справедливо в случае С_еФ = const.

Рис.19. Статические характеристики ДПТ НВ

Их характерными точками являются точка хо­лостого хода, в которой Ω = Ω ₀, а I =0, М = 0, и точка короткого замыкания, где Ω = 0, а I = I _кз и М = М _кз. Отметим, что режим ко­роткого замыкания для электрического двигателя соответствует не­подвижному состоянию якоря при поданном на двигатель напря­жении, а не замыканию его электрических цепей между собой или на корпус. Режим короткого замыкания называется также пуско­вым режимом, поскольку является начальным при включении (пус­ке) двигателя.

Уравнения (68) и (69) можно записать в сокращенной форме:

Ω = Ω ₀- ΔΩ, (70)

где Ω ₀ – скорость идеального холостого хода двигателя,

Ω ₀= U /(C_еФ); (71)

ΔΩ – изменение (перепад) угловой скорости относительно скорости идеаль­ного холостого хода,

ΔΩ = IR /(C_еФ) = MR / (С_еФ)². (72)

Выражения (68) и (69) позволяют назвать основные способы реализации искусственных характеристик ДПТ НВ, используемых для ре­гулирования скорости вращения ЭП. К ним относятся:

– изменение сопротивления добавочного рези­стора в цепи якоря (R _д );

– изменение магнитного потока Ф;

---

Дата добавления: 2015-07-15