Естественная электромеханическая и механическая характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения
Так как у ДПТ НВ для естественной схемы включения кФ = const, то поток пропорционален току. Поэтому электромеханическую и механическую характеристики ДПТ НВ можно представить совмещёнными в виде прямой 1, (рис. 5.38). К валу со стороны машины приложен электромагнитный момент Мэм = М, и все моменты, обусловленные механическими потерями, входят в момент сопротивления нагрузки. Щётки расположены… Читать ещё >
Естественная электромеханическая и механическая характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения (далее ДПТ НВ) приведена на рис. 5.37.
Рис. 5.37. Схема включения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
ДПТ НВ включает цепь якоря, подключаемую к источнику постоянного напряжения ?/, и цепь возбуждения, также подключаемую к источнику постоянного напряжения ив. Цепь якоря содержит последовательно соединённые якорь ДПТ и дополнительный резистор Яд, который может отсутствовать. Напряжение источника подводится к вращающейся обмотке якоря с помощью коллекторно-щёточного аппарата. Цепь возбуждения содержит обмотку возбуждения, расположенную на неподвижных полюсах, и дополнительный резистор Яв, который может отсутствовать. Якорь двигателя механически связан с исполнительным органом (ИО) механизма.
Уравнения характеристик ДПТ получим при следующих допущениях:
— полагаем, что гистерезис в магнитной цепи машины и реакция якоря не проявляются, тогда ток возбуждения ДПТ 1В однозначно определяет её магнитный поток:
где кв — коэффициент пропорциональности;
- — щётки расположены на оси, перпендикулярной оси полюсов, и коммутация идеальна, т. е. ток переходит от одной секции якоря к другой мгновенно, без искажений;
- — к валу со стороны машины приложен электромагнитный момент Мэм = М, и все моменты, обусловленные механическими потерями, входят в момент сопротивления нагрузки.
Уравнение электрического равновесия (5.42) (статический режим) цепи якоря запишется в виде:
где — полное сопротивление цепи якоря;
— полное сопротивление якорной цепи, включающее сопротивление обмоток якоря го я" дополнительных полюсов гдп, компенсационной ГК0, и щёточного контакта гщ .
Подставляя (5.49) в (5.53), получим формулу для электромеханической характеристики ДПТ НВ:
Уравнение для механической характеристики получаем из (5.54), если подставить в него ток из (5.51), выраженный через момент:
Из (5.54) и (5.55) следует, что электромеханическая со{1) и механическая со (М) характеристики ДПТ НВ являются прямыми линиями, исходящими из одной точки, с координатами: 1 = 0, (М = 0); са0, где частота идеального холостого хода ДПТ НВ:
При положительном напряжении U питания цепи якоря U > 0, полярность напряжения указана на рис. 5.37, естественная электромеханическая и механическая характеристики проходят соответственно через точки с координатами:
электромеханическая:
механическая:
Так как у ДПТ НВ для естественной схемы включения кФ = const, то поток пропорционален току. Поэтому электромеханическую и механическую характеристики ДПТ НВ можно представить совмещёнными в виде прямой 1, (рис. 5.38).
Если изменить полярность питающего цепь якоря напряжения (U < 0) (на рис. 5.37 полярность его указана в скобках), то естественная электромеханическая и механическая характеристики могут быть представлены в соответствии с уравнениями (5.54) и (5.55), подставив в них (-(/), в виде прямой 2, рис. 5.38.
Рис. 5.38. Электромеханическая и механическая характеристики ДПТ НВ: искусственные 1 — Ц>0; 2 — ?/<0; 3 — У-0; 4 — естественная (С/>0).
Рис. 5.39. Схема включения ДПТ НВ в режиме динамического торможе ния Схема включения ДПТ НВ в режиме динамического торможения представлена на рис. 5.39. После установившегося режима работы ДПТ НВ его цепь якоря отключается от источника постоянного тока и подключается к добавочному сопротивлению ЯДТ.
Затухающая ЭДС якоря создаёт в замкнутом контуре ток якоря /, изменивший направление, по сравнению с двигательным режимом (сравнить рис. 5.37, 5.39). Момент двигателя также изменит знак и станет тормозным. Под действием момента двигателя М и момента сопротивления Мс частота вращения ротора будет уменьшаться.
В этом режиме запасенная механическая энергия ротора в процессе торможения превращается в тепловую в резисторах Ядт и Яя.
Уравнение электромеханической и механической характеристик ДПТ в режиме динамического торможения получаются из (5.54) и (5.55) подстановкой в них и = 0:
Эта характеристика представлена на рис. 5.38 прямой 3. Характеристики 1, 2, 3 (рис. 5.38) являются искусственными, так как могут быть получены включением в цепь якоря добавочного сопротивления Яд, рис. 5.37, (характеристики 1,2), либо изменением схемы цепи якоря двигателя, рис. 5.39, (характеристика 3).