Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности - Блантер С.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Как следует из формулы (3.24), наклон механической характеристики зависит от сопротивления якорной цепи. Чем меньше это сопротивление, тем жестче механическая характеристика. Внутреннее сопротивление цепи якоря машин постоянного тока большой и средней мощности обычно невелико, поэтому их естественная механическая характеристика жесткая (рис. 3.6, линия /).
Электрическая машина постоянного тока является обратимой, т. е. она может работать как в режиме двигателя, потребляя электрическую энергию из сети и преобразуя ее в механическую, так и в режиме генератора, получая механическую энергию на вал извне и преобразуя ее в электрическую, которая снимается с зажимов машины. В электроприводе электрическая машина обычно работает в режиме двигателя, однако в ряде случаев возможен и генераторный режим. Механическая энергия получается при этом от приводимого механизма, например вследствие опускающегося груза или запасенной в движущихся частях кинетической энергии, и превращается в элек-
133
трическую энергию, которая передается в общую сеть или нагревает резисторы. Электрическая машина, работающая в режиме генератора, оказывает на привод тормозящее действие.
В электроприводе основным режимом является двигательный, поэтому характеристики для этого режима принято чертить в основном, первом квадранте системы координат. Таким образом, для двигательного режима направления вращения, тока и момента принимаются положительными. Следовательно, на рис. 3.6 двигательному режиму соответствует участок С, на
КОТОРОМ (u0>(O>0.
При уменьшении нагрузки на валу ток якоря двигателя уменьшается, а частота вращения возрастает. При силе тока, равной нулю, Uj = (O0 (точка В характеристики), а э. д. с. машины равна напряжению U. Для получения этого режима к валу двигателя должен быть приложен дополнительный внешний момент, направленный в сторону вращения двигателя и преодолевающий момент потерь холостого хода.
Если приложенный к валу двигателя внешний момент увеличить еще больше, частота вращения также возрастает (<а> >(0о)- Э. д. с. машины станет больше напряжения U, напряжение тока якоря изменится на обратное, и станет отрицательным. Машина в этом случае работает в режиме генератора и отдает (рекуперирует) энергию в сеть, т. е. она включена параллельно с генератором сети. По отношению к приводимому механизму энергетическая машина работает в тормозном режиме, что соответствует участку Л характеристики (см. рис. 3.6). Описанный режим называется режимом рекуперативного торможения.
При увеличении нагрузки на валу двигателя частота вращения, наоборот, уменьшается и когда двигатель останавливается (со = 0), сила тока становится равной Ufr, что соответствует точке D характеристики (см. рис. 3.6). В этой точке ? = 0.
При дальнейшем увеличении нагрузки на валу момент статического сопротивления станет больше вращающего момента двигателя, что повлечет за собой изменение направления вращения вала двигателя и, следовательно, изменение знака э. д. с. Этот режим называется режимом противовключения. Он характеризуется тем, что 1яг> U и уравнение (3.22) принимает , U+E
ВИД /я =-!-.
T
В этом режиме UwE имеют одинаковые знаки, т. е. машина работает как генератор, включенный последовательно с генераторами сети. Чтобы сила тока якоря, которая определяется суммой э. д. с. и напряжения, не превышала допустимую, при использовании режима противовключения необходимо последовательно с якорем включать резистор со значительным сопротивлением. По отношению к приводимому механизму режим противовключения является тормозным, так как момент
134
электрической машины противоположен движущему моменту механизма, а направление движения совпадает с направлением момента, развиваемого механизмом.
Практически режим противовключения чаще всего получается при переключении вращающегося двигателя на противоположное направление, когда под действием кинетической энергии электропривода вал двигателя еще продолжает вращаться в прежнем направлении, а его момент направлен в противоположную сторону. Двигатель затормаживается, его вал останавливается, затем изменяется направление вращения, переходя в двигательный режим. На рис. 3.6 режиму противовключения соответствует участок Е.
Третьим способом электрического торможения двигателя является динамическое торможение, при котором якорь двигателя отключают от сети и замыкают на отдельный внешний резистор. Обмотка возбуждения при динамическом торможении остается присоединенной к сети. Машина работает в режиме генератора независимого возбуждения на этот резистор.
В этом случае U = 0, ток отрицателен (I я =—Е/г), частота вращения положительна и уравнение механической характеристики (3.23) принимает вид
со =--— М. (3.25)
Таким образом, механические характеристики при динамическом торможении представляют собой прямые линии, проходящие через начало координат (см. рис. 3.6, прямые F и С). Наклон этих линий при неизменном значении магнитного потока Ф зависит от сопротивления цепи якоря г и при наличии внешнего резистора увеличивается.
