67520

Жесткость механической характеристики. Управление реостатное и магнитным потоком

Лекция

Производство и промышленные технологии

Для управления электродвигателем последовательно с обмоткой якоря включают реостат или изменяют ток возбуждения и магнитный поток. На рис. 3.2 показана схема включения двигателя постоянного тока с двумя управляющими реостатами.

Русский

2014-09-11

116.5 KB

4 чел.

ЛЕКЦИЯ 3

Жесткость механической характеристики.

Управление реостатное и магнитным потоком

Жесткость это свойство электропривода сохранять скорость вращения при изменении момента.

Рис. 3.1. Механические характеристики различной жесткости

На рис. 3.1 показаны механические характеристики различной жесткости. Абсолютно жесткая характеристика  а.ж. представляет собой горизонтальную прямую. Для нее приращение скорости при изменении момента    = 0. Такую характеристику имеют синхронные двигатели.

Жесткая характеристика ж. имеет малое приращение скорости  при значительном изменении момента ( от М' до М'').

Мягкая характеристика  м. имеет большое приращение скорости   при незначительном изменении момента ( от М* до М**).

Абсолютно мягкая  а.м. (экскаваторная) характеристика имеет постоянный момент, а при его изменении теоретически   = ∞.

Количественно жесткость определяется формулой

.                (3.1)

Для двигателя постоянного тока независимого возбуждения имеем равенства

   ;                                                  (3.2)

.              (3.3) 

Из последнего равенства видно, что при увеличении rя жесткость G уменьшается.

Реостатное управление

На рис. 2.2, 2.3 показаны естественные электромеханическая и механические характеристики. Для управления электродвигателем последовательно с обмоткой якоря включают реостат или изменяют ток возбуждения и магнитный поток. На рис. 3.2 показана схема включения двигателя постоянного тока с двумя управляющими реостатами.

При введении сопротивления r1 в цепь якоря уравнения электромехани-ческой и механической характеристик принимают вид:

  

Записывая эти уравнения в виде

 

Рис. 3.2. Двигатель независимого возбуждения с двумя реостатами.

приходим к выводу, что при увеличении сопротивления r1 частота холостого хода 0 не изменяется, а коэффициенты kI ,  kM  увеличиваются. Электромехани-ческие и механические характеристики показаны на рис. 3.3 и рис. 3.4.

Рис. 3.3. Реостатные электромеханические характеристики

Рис. 3.4. Реостатные механические характеристики

Достоинством реостатного управления является простота схемы.

Первым недостатком является потеря энергии в реостате в виде тепла, КПД электропривода сравнительно низкий. Далее, при увеличении сопротивления реостата растет крутизна механической характеристики, а ее жесткость снижается. Наконец, трудно автоматизировать процесс управления. При использовании секционированного реостата возможно применение контакторов.

Реостат в цепи якоря используется при пуске двигателя. Если на обмотку якоря подать номинальное напряжение без реостата, то пусковой ток будет в несколько раз превышать допустимое значение. При этом может возникнуть искрение в щеточно-коллекторном узле и круговой огонь. Для уменьшения пускового тока и момента в цепь якоря включается секционированный реостат.

Рис. 3 .5 . Пуск двигателя независимого

возбуждения с помощью реостата

На рис. 3.5 показаны три механические характеристики. Характеристика с участком e-f является естественной, сопротивление пускового реостата здесь равно нулю. Механическая характеристика с участком c-d – искусственная с сопротивлением реостата r1'. Механическая характеристика с участком a-b – искусственная с сопротивлением реостата  r1'' > r1'.

На обмотку якоря подается номинальное напряжение питания при сопротивлении реостата r1''. В начальный момент пуска двигатель развивает максимально допустимый момент Mmax. Происходит разгон двигателя от точки a до точки b. Теперь пусковой реостат переключается с сопротивления r1'' на сопротивление r1'. Ток якоря быстро нарастает и рабочая точка переходит из точки b в точку  c. Далее происходит разгон двигателя от точки с до точки d. Теперь пусковой реостат переключается с сопротивления r1' на нулевое сопротивление. Ток якоря быстро нарастает и рабочая точка переходит из точки d в точку  e. Далее происходит разгон двигателя по естественной характеристике из точки e в точку  f. Это номинальный режим работы.

Управление ослаблением магнитного потока

При уменьшении тока возбуждения и магнитного потока Ф с помощью реостата r2 уравнения электромеханической и механической характеристик имеют вид:

 

Записывая эти уравнения в виде

 

приходим к выводу, что при уменьшении магнитного потока Ф частота холостого хода 0 увеличивается, коэффициент kI обратно пропорционален первой степени Ф, а коэффициент kM обратно пропорционален второй степени Ф.

.

Рис. 3.6. Электромеханические характеристики

при ослаблении магнитного потока.

Пусковой ток не зависит от основного магнитного потока Ф, так как противо-ЭДС при этом равна нулю. Пусковой момент пропорционален основному магнитному потоку Ф и уменьшается вместе с ним. Электромеханические и механические характеристики показаны на рис. 3.6 и на рис. 3.7.

Управление ослаблением магнитного потока имеет следующие достоинства. Током возбуждения проще управлять, т.к. он в несколько раз меньше тока якоря. При малом моменте нагрузки скорость вращения увеличивается с уменьшением магнитного потока, т.е. можно получить скорость выше номинальной. Но есть и недостатки. При уменьшении магнитного потока резко снижается жесткость механической характеристики. Так, при снижении магнитного потока в 4 раза жесткость снижается в 16 раз. Далее, при большом моменте

.

Рис. 3.7. Механические характеристики

при ослаблении магнитного потока

нагрузки направление изменения скорости вращения изменяется: чем меньше поток, тем меньше скорость вращения. Это затрудняет построение системы управления двигателем при переменном моменте нагрузки.

Вопросы для самопроверки

1. Зачем нужны искусственные механические характеристики ?

2. Какая величина в уравнении механической характеристики сохраняется, а какая изменяется при реостатном управлении ?

3. Каковы достоинства и недостатки реостатного управления ?

4. Как изменяется скорость холостого хода и пусковой момент при уменьшении магнитного потока ?

5. Каковы достоинства и недостатки управления магнитным потоком ?

6. Что такое жесткость механической характеристики и какой формулой она определяется ?

ω

d

b

f

e

c

a

ωн

Mн

Mmin

M

ω0

0

Mmax

U

Iя

Iв

r2

r1

ИМ

r1 = 0

r1'

r1''

r1=0

r1'

r1''

r1'''

ω

M

0

ω0

0

ω

Ф = Фн

Ф = 0,8Фн

Ф = 0,6Фн

Ф = 0,4Фн

Iп

Iя

Ф = 0,4Фн

Ф = 0,6Фн

Ф = 0,8Фн

Ф = Фн

ω

M

0

ИМ

М**

М*

0





0

М

М

М

r1'''

ω

Iя

0

ω0

а.ж.

а.м.

ж.

м.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83453. Поняття та зміст міжнародної правосубєктності 33.66 KB
  Зміст міжнародної правосубєктності залежить від виду субєкта міжнародного права. Найширший він у держав, міжнародна правосубєктність якихєуніверсальною (повною) тавключаєздатністьдо:
83454. Обмеження міжнародної правосубєктності 37.78 KB
  Ці території характеризувалися обмеженням або відсутністю суверенітету а звідси міжнародної правосуб\'єктності. Колонії це залежні території що знаходяться під владою іноземної держави метрополії без самостійної політичної та економічної влади управління якими здійснюється в особливому порядку. В залежності від ступеню самоврядування колонії поділялися на: самоврядні колонії домініони які пройшли розвиток від повної відсутності міжнародної правосуб\'єктності до часткової правосуб\'єктності а згодом й до повної правосуб\'єктності;...
83455. Міжнародна правосуб’єктність держав. Зміст правосуб’єктності держав. Основні права та обов’язки держав 37.61 KB
  Слід підкреслити що всі держави мають статус суб\'єкта міжнародного права. Саме держави можуть створювати інші суб\'єкти міжнародного права. Єдиним міжнародним договором в якому надано дефініцію держави є Конвенція про права та обов\'язки держав 1933 р. Не дивлячись на регіональний характер цієї Конвенції в доктрині міжнародного права стаття 1 Конвенції використовується для визначення держави як суб\'єкта міжнародного права.
83456. Унітарні та складні держави 37.87 KB
  Федерація це союзна держава субєкти якої володіють значною самостійністю у внутріїпніх справах а зовнішні зносини віднесені до компетенції центральної влади. Субєкти федерації не мають права на зовнішньополітичні зносини але можуть підтримувати економічні культурні наукові стосунки з іншими державами. Субєктом міжнародного права виступає федерація в цілому. За принципом виділення субєктів федерації поділяються на: національні побудовані за національним принципом виділення субєктів федерації наприклад Індія; територіальні ...
83457. Правосубєктність націй і народів, що борються за національне визволення 33.91 KB
  Нації і народи, що борються за національне визволення, як субєкт міжнародного права набули актуальності в 60-ті роках XX століття в період розпаду колоніальної системи. Народ, який в процесі визвольної боротьби набуває елементи державності, створює органи.
83458. Міжнародна правосуб’єктність міжнародних організацій 37.25 KB
  Міжнародна міжурядова організація може бути визначена як формальна структура створена в рамках міжнародного договору укладеного між державамичленами організації яка має конкретну ціль що проявляється у спільному інтересі державчленів. В деяких випадках членами міжнародних організацій крім держав можуть бути також інші міжнародні організації та певні автономні утворення. На відміну від міжнародних організацій членами яких виключно або головним чином є держави і які зазвичай іменуються міжнародними міжурядовими організаціями...
83459. Міжнародна правосуб’єкгність Міжнародного Комітету Червоного Хреста та Червоного Півмісяця 32.68 KB
  Наприклад Міжнародний Рух Червоного Хреста та Червоного Півмісяця є організацією яку важко однозначно віднести як до одної так і до іншої групи. Складається вона з трьох складових: Міжнародного Комітету Червоного Хреста членами якого є фізичні особи громадяни Швейцарії; Ліги Товариств Червоного Хреста та Червоного Півмісяця членами яких є національні товариства Червоного Хреста та Червоного Півмісяця; Національні товариства в кількості понад 120ти. Незважаючи на це держави співпрацюють з Міжнародним Рухом Червоного Хреста та...
83460. Міжнародна правосубєктність Євросоюзу 38.14 KB
  До підписання Лісабонських договорів про Євросоюз і функціонування Євросоюзу питання міжнародної правосубєктності ЄС не були врегульовані. Міжнародну правосубєктність мали тільки європейські співтовариства. Відповідні повноваження Європейського співтовариства були визначені в установчих документах та розвинуті практикою Суду
83461. Міжнародна правосубєктність державоподібних утворень 37.76 KB
  Ватикан це містодержава яка є резиденцією центра католицької церкви Святого Престолу. Святий Престол слід розуміти як сукупність центральних органів з Папою Римським на чолі в свою чергу містодержава Ватикан є геополітичним формуванням створеним на підставі договору між Святим Престолом та Італією від 11 лютого 1929 р. Згідно з цим договором Ватиканська держава є власністю Святого Престолу який здійснює над нею виключну та необмеженою владу та суверенну юрисдикцію. Показово що як член Міжнародної агенції з атомної енергії Ватикан...