Внешние характеристики ЭМУ

Нормальная компенсация iу =; I KO /I a =	Недокомпенсация iу =; I KO /I a=	Перекомпенсация iу =; I KO /I a =
I a, A	U a, B	Iq, A	I a, A	U a, B	Iq, A	I a, A	U a, B	Iq, A

Для расчета коэффициентов усиления по каскадам (33) при последнем измерении (максимальный ток I _a) запишите значение напряжения на обмотке управления U _у и, разомкнув поперечную цепь выключателем SA1, – значение ЭДС E_q на щетках q – q (вольтметр PV2). После измерения E_q вновь замкните поперечную цепь.

Для осуществления режима недокомпенсации необходимо увеличить степень шунтирования КО, уменьшив значение сопротивления R ₂. Внешняя характеристика снимается аналогично предыдущей при том же токе управления. Оценить степень компенсации можно по отношению токов якоря и компенсационной обмотки (рекомендуется это сделать при максимальном токе якоря). Результаты экспериментов заносятся в табл. 14.

Режим перекомпенсации можно установить разрывом цепи шунтировки с помощью ключа SA2, предусмотренного для этой цели. Все измерения в этом режиме производятся аналогично предшествующим.

Определить коэффициент насыщения магнитной цепи усилителя можно по методике, описанной в лабораторной работе 6.

Контрольные вопросы

1) Назначение ЭМУ.

2) Принцип действия ЭМУ.

3) Назначение компенсационной обмотки.

4) Что означают понятия «нормальная» компенсация, «недо- и перекомпенсация»?

5) Как можно произвести настройку нормальной компенсации?

6) Сколько каскадов усиления имеет исследуемый ЭМУ?

7) Как определить коэффициенты усиления (по каскадам и общий)?

8) Возможна ли работа ЭМУ при разомкнутой поперечной цепи?

9) Мощность на выходе ЭМУ во много раз превышает входную. Назовите источник дополнительной мощности.

4. ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Двигатели постоянного тока (ДПТ) с независимым и последовательным возбуждением получили наибольшее распространение. В курсе «Электрические машины и электропривод» более глубоко изучают электромеханические (скорост-ные),моментные M = f (I _а) и механические n = f (I _а) характеристики ДПТ, а также методы регулирования частоты вращения якоря.

Работа электрической машины в режиме генератора или двигателя различается направлением потока мощности: «вал – сеть» или «сеть – вал». С этой точки зрения при неизменном направлении вращения и магнитного потока главных полюсов основные уравнения равновесия ЭДС (22) будут различаться лишь знаком I _а, т. е.

(34)

Из соотношения (34) можно вывести уравнение скоростной (внешней) характеристики ДПТ. Действительно, при E _а =c_е nФ можно записать:

(35)

отсюда

(36)

Уравнение моментной характеристики можно представить в более прос-том виде:

M = c _м I _а Ф, (37)

где – постоянная машины.

Если выразить ток через момент из формулы (37) и подставить его значение в уравнение (36), то получим механическую характеристику:

(38)

где n ₀ – частота вращения идеального х. х.;

– величина изменения частоты вращения.

Как видно из формул (36) и (37), частота вращения и момент ДПТ существенно зависят от основного магнитного потока. Иначе говоря, рабочие свойства

ДПТ определяются его системой возбуждения, и в частности – зависимостью основного магнитного потока от тока якоря, т. е. от нагрузки на валу ДПТ.

Двигатели постоянного тока параллельного и независимого возбуждения имеют практически одинаковые рабочие свойства и идентичные характеристики. В связи с этим в дальнейшем будем использовать лишь один термин – «параллельное» возбуждение.

Скоростные характеристики ДПТ описываются уравнением (36). Основной магнитный поток Ф при параллельном возбуждении определяется током возбуждения i _в. По мере роста нагрузки ток якоря увеличивается и возрастает размагничивающее действие поперечной реакции якоря, т. е. магнитный поток в зазоре машины уменьшается. Характерной особенностью этого процесса является непропорциональность изменения тока якоря и действия реакции якоря вследствие нелинейности кривой намагничивания. Этим и определяется характер зависи-мости частоты вращения от тока якоря (рис. 28).

Рис. 28. Скоростная характеристика Рис. 29. Моментная характеристика

При незначительном токе якоря магнитный поток остается практически постоянным и характер кривой n = f (I _а) определяется лишь падением напряжения в цепи якоря I _а R _а (36). По мере увеличения I _а все более заметно проявляется размагничивающее действие реакции якоря, поток Ф уменьшается и кривая изменения частоты вращения отклоняется от прямолинейной зависимости. При значи-

тельном токе якоря частота вращения может даже увеличиваться и двигатель переходит на неустойчивую часть характеристики, однако такое явление при уста-

новке щеток на линии геометрической нейтрали наблюдается при токе, нам-ного превышающем номинальный.

Моментная характеристика M = f (I _а) при токе якоря в пределах номинального значения практически прямолинейна. При значительном токе также наблюдается отклонение, вызванное явлением, описанным выше (рис. 29).

Механическая характеристика n = f (M) приведена на рис. 30 (кривая 1), она представляет собой наклонную линию.

Обмотка возбуждения двигателей с последовательным возбуждением включена непосредственно в цепь якоря и обтекается током якоря (или некоторой его частью). Таким образом, поток возбуждения главных полюсов изменяется пропорционально изменению тока якоря, т. е. нагрузке двигателя Ф = k _а I _а, где k _а – коэффициент пропорциональности на линейной части кривой намагничивания. В этом случае уравнение скоростной характеристики (36) принима-ет вид:

(39)

Из уравнения (39) видно, что частота вращения двигателя с последовательным возбуждением изменяется обратно пропорционально току якоря. Форма характеристики близка к гиперболе (рис. 31).

Рис. 30. Механическая Рис. 31. Скоростная Рис. 32. Моментная

характеристика характеристика характеристика

Внимание! При незначительной нагрузке (режим х. х.) частота вращения якоря неограниченно возрастает и двигатель идет «вразнос».

Другой особенностью двигателей с последовательным возбуждением является пропорциональность вращающего момента квадрату тока якоря (рис. 32):

(40)

Это свойство делает данные двигатели практически незаменимыми в тех случаях, когда требуется при относительно малой мощности получить значительные пусковые моменты.

Механическая характеристика двигателя с последовательным возбуждением приведена на рис. 30 (кривая 2), которая по своему виду близка к гиперболе. Сравнение кривых, представленных на рис. 30, указывает на значительное различие в характеристиках двигателя в зависимости от способа возбуждения.

При выполнении лабораторной работы обратите внимание на отмеченные особенности рабочих характеристик испытуемых двигателей.

Дата добавления: 2015-07-10