Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
245
ф. п, h\ и= const Действительно, при увеличе-
нии (уменьшении) сопротивле-
Фнгал___"_____"___— ния реостата Rp уменьшаются
(увеличиваются) ток и МДС обмотки возбуждения, магнитный поток Ф главных полюсов и индуцируемая им ЭДС Ея в обмотке якоря. Уменьшение (увеличение) ЭДС Ея вызывает^ увеличение (уменьшение) тока якоря /„ = ({/-- E„)/Ra, вращающего момента и частоты вращения. В результате равновесие моментов А/вр = Мтор восстанавливается при возросших риС 9 (уменьшившихся) значениях ча-
стоты вращения п и тока якоря /я. Ток якоря при таком регулировании частоты вращения и нагрузках на валу двигателя, близких к номинальным, может превысить его номинальное значение, вызвать искрение под щетками и повреждение коллектора.
Во втором случае постоянная мощность на валу двигателя с учетом (9.5) и (9.66) равна
^вр^вр :
: СмФ/я2/т/60 = кіФІяп = к2ЕяІя = const,
где при малом сопротивлении цепи якоря RK ЭДС Ея = U- RwIa = = U= const, а следовательно, ток якоря 1Я = const. Поэтому полюсное регулирование частоты вращения двигателя с параллельным возбуждением при постоянной мощности на валу более эффективно, чем при постоянном тормозном моменте. Однако и в этом случае значительное увеличение частоты вращения может приве-
+ о-
= const
U*\> ия2> ия3
Л^вр.ном ^вр
Рис. 9.36
246
сти к ухудшению условий коммутации на коллекторе. Диапазон регулирования частоты вращения двигателей с параллельным возбуждением до 2:1.
Обмотка возбуждения двигателя с параллельным возбуждением содержит большое число витков и обладает большой индуктивностью. Поэтому при отключении двигателя от источника электрической энергии она остается замкнутой на цепи якоря во избежание образования дугового разряда между контактами выключателя.
В двигателе с независимым возбуждением (рис. 9.36, а) возможно экономичное регулирование частоты вращения (9.11) изменением напряжения 1/я между выводами цепи якоря при постоянном магнитном потоке главных полюсов Ф = const (рис. 9.36, б).
9.14. Двигатель с последовательным возбуждением
В двигателе с последовательным возбуждением (рис. 9.37) ток возбуждения равен
Рр + Рл
R-B+Pp + Рд
(9.14)
где R0, Ra, Rp — сопротивления обмотки возбуждения с малым числом витков из провода большого сечения, добавочного резис-
*р + Pn h
тора и регулировочного реостата; cf =--— = —- — вели-
Rs + Pp + РЯ 'я
чина, значение которой 0 < C1 < 1 определяет долю тока возбуждения от тока якоря.
При ненасыщенном магнитопроводе магнитный поток главных полюсов пропорционален току возбуждения. С учетом (9.14) и (9.6а) определим
СфС] Мдр
Ф = Сф1в=СфС,1я = ¦
-О-
ф '
/=
т.е.
Стоп
ф =
L =
СфС/
^СмСфС/
JMBP;
і
(9.15)
где Сф — постоянная величина для данного двигателя.
Кос Лі
T Г ^ і
Рис. 9.37
247
Подставляя выражение магнитного потока главных полюсов из (9.15) в (9.11) и учитывая сопротивления всех элементов цепи якоря, получим уравнения искусственной механической характеристики двигателя с последовательным возбуждением
1/>/с~" Rn + Rn + RBC[ п =-/—^ /17----- <9Л6)
СЕ^СфС,^Мвр сЕсфс,
и его естественной механической характеристики при сопротивлении реостата Rn = О и максимальном сопротивлении реостата Лр, т. е. значении величины C1 -» 1,
• и= R»+ RB
Се^4Щ сеСф
Механические характеристики двигателя с последовательным возбуждением при значениях Мвр< Мврном «мягкие» (рис. 9.38). Ток якоря при увеличении нагрузки увеличивается (9.15) в меньшей степени, чем ток в двигателе с параллельным возбуждением (9.6а). При нагрузках, больших номинальной, магнитопровод двигателя насыщается, магнитный поток главных полюсов практически не изменяется, механические характеристики принимают вид прямых линий.
Для ограничения пусковых вращающего момента Мврщск и тока пуск двигателя с последовательным возбуждением осуществляется по искусственной механической характеристике. Пуск двигателя без нагрузки, а также работа при очень малых нагрузках недопустимы, так как частота вращения якоря может превысить допустимые значения (двигатель «разносит»).
248
Возможны три способа регулирования частоты вращения двигателя с последовательным возбуждением.
Реостатное регулирование осуществляется при постоянном напряжении питания U= const и максимальном сопротивлении реостата Rp, т.е. значениях величины С/-> 1 в (9.14) и токов /„ = 1Я, изменением сопротивления реостата Rn в цепи якоря. Увеличение (уменьшение) сопротивления реостата Rn при постоянном тормозном моменте приводит к уменьшению (увеличению) частоты вращения (рис. 9.38) при неизменном токе якоря (9.15). Вследствие большой мощности потерь в реостате Rn реостатное регулирование применяется только в двигателях малой мощности.
Полюсное регулирование осуществляется при сопротивлении реостата An = O и постоянном напряжении питания U = const изменением тока возбуждения /„, т.е. магнитного потока главных полюсов, реостатом Rx,. Уменьшение (увеличение) тока возбуждения, Т.Є. уменьшение (увеличение) ЗНачеНИЯ ВеЛИЧИНЫ С/< 1
(9.14), при постоянном тормозном моменте приводит к увеличению (уменьшению) частоты (9.16) вращения (рис. 9.39, а). Одновременно увеличивается (уменьшается) ток якоря (9.15).
