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

14363. Безпека життєдіяльності. Практичні роботи 1.84 MB
  ЗМІСТ ПЕРЕДМОВА €œБезпека життєдіяльності€ є інтегрованою науковою дисципліною яка ґрунтується на наукових досягненнях фундаментальних наук. Одним із стратегічних завдань модернізації вищої освіти в Україні у контексті вимог єдиного європейського освітнього п...
14364. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОВОДНИКОВ 1-го РОДА С ПОМОЩЬЮ МОСТА ПОСТОЯННОГО ТОКА 339.5 KB
  Лабораторная работа №31 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОВОДНИКОВ 1го РОДА С ПОМОЩЬЮ МОСТА ПОСТОЯННОГО ТОКА 1. Цели и задачи: необходимо определить сопротивления проводников с помощью моста постоянного тока и расчет удельное сопротивление для каждого проводника. 2. Приборы и...
14365. КОЛЬЦА НЬЮТОНА 808.5 KB
  Работа N 71.1. КОЛЬЦА НЬЮТОНА Прежде чем приступить к работе необходимо ознакомиться с введением по теме Интерференция и дифракция. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: измерить длины волн излучения ртутной лампы и радиус кривизны линзы из анализа интерференционной картины в виде колец Ньют
14366. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ 405 KB
  СВЕТ ЗВУК X Z Введение по теме 72. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ УЛЬТРАЗВУК И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПАРАМЕТРОВ. Ультразвук  это упругие волны с частотами выше условной границы восприятия чел...
14367. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА 1.12 MB
  Введение по теме 73. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА Часть электромагнитного излучения лежащая в диапазоне длин волн от 400 до 760 нм воспринимается человеческим глазом и называется светом. Световая волна характеризуется вектором напряженности электриче
14368. КВАНТОВАЯ ОПТИКА. ЛАЗЕРЫ 110.5 KB
  КВАНТОВАЯ ОПТИКА Введение по теме 74. ЛАЗЕРЫ Квантовые свойства света проявляются при испускании и поглощении его веществом. Количественными характеристиками этих процессов являются спектры испускания и поглощения. Вид спектров поглощения и испускания зависит от при...
14369. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 4.5 MB
  Описания лабораторных работУчебной лаборатории физического эксперимента физического факультета СПбГУ Часть IV ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК Данное пособие содержит описания лабораторных работ по разделу Электричест
14370. Расчет коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса 99.5 KB
  Лабораторная работа №17 по дисциплине Физика на тему: Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса 1. Цели и задачи: целью данной работы является определение коэффициента динамической вязкости исследуемой жидкости при температур...
14371. Финансовое планирование в организации 740.5 KB
  Понятие финансового планирования. Содержание и цели финансового планирования. Основные принципы и задачи финансового планирования. Виды финансовых планов, составляемых в организации: перспективные, текущие и оперативные планы, планы финансирования капитальных вложений, планы текущих операций.