Уравнение электромеханической характеристики ДПТ с НВ



Схема включения ДПТ с НВ представлена на рис. 2

 

Рис. 2. Схема включения ДПТ с НВ.

Для ДПТ с НВ справедлива система уравнений, описывающая его статическое состояние:

                                              (1.1)

где  - напряжение питания якорной цепи, В;  - суммарное сопротивление якорной цени, Ом, ,  - сопротивления обмотки якоря,  - добавочное сопротивление в цепи якоря;  - электромагнитный момент, Н•м;  ток якоря, А; - угловая скорость вращения двигателя, рад/с;  - ЭДС вращения якоря, В;  и   - коэффициенты пропорциональности;  - постоянная ДПТ (  - число пар полюсов;  - число активных проводников обмотки якоря;  - число пар параллельных ветвей обмотки якоря );.

При использовании системы СИ имеет место численное равенство коэффициентов пропорциональности, которые можно обозначить : , где  - конструктивный коэффициент двигателя,  - магнитный поток, Вб.

Решая совместно первые два уравнения в системе (1.1) можно получить уравнение электромеханической характеристики ДПТ, которое определяет зависимость :

                                                       (1.2)

Графическое изображение электромеханической характеристики

Из пропорциональной связи между  и  следует, что графики механической и электромеханической характеристик ДПТ с НВ при соответствующем масштабировании по оси абсцисс величин  и  совпадают, поэтому часто обозначение оси абсцисс приводится как .

Из анализа уравнения электромеханической характеристики (1.2) следует, что она может быть представлена прямой линией (рис. 3) при неизменных ,  и .

Характеристика, полученная при номинальном значении напряжения на якоре Uном, номинальном магнитном потоке Фном и отсутствие внешних резисторов в якорной цепи, называется естественной. При изменении хотя бы одного из указанных параметров электромеханическая характеристика называется искусственной. Таким образом, ДПТ с НВ обладает лишь одной естественной характеристикой и множеством искусственных.

Рис. 3. Механические (электромеханические) характеристики ДПТ с НВ в двигательном режиме при различных значениях добавочного сопротивления < .

 

Анализ уравнений электромеханической характеристики

Скорость холостого хода

При  имеет место режим идеального холостого хода и при этом

                                                (1.3)

Ток короткого замыкания

С увеличением нагрузки на валу ДПТ возрастает и ток якоря , т.к. , а это в свою очередь ведет к снижению . Если к якорю подведено напряжение, то при  имеет место режим короткого замыкания, при котором, как следует из (1.2), ток короткого замыкания (называемый также пусковым током)

.                                                 (1.4)

Максимальное значение тока короткого замыкания имеет место при , когда , и оно может в десятки раз превышать величину номинального значения  тока якоря двигателя, т. к.  величина сравнительно малая.

Реально режим короткого замыкания имеет место кратковременно, при пуске двигателя и при стопорении двигателя моментом сопротивления.

Ограничение величины

При прямом пуске двигателя значения тока , поэтому якорная обмотка может быстро перегреться и выйти из строя. Кроме того, большие токи негативно влияют и на работоспособность щеточно-коллекторного узла.

Это обуславливает необходимость ограничения  до допустимой величины либо введением дополнительного сопротивлений в якорную цепь , либо уменьшением значения питающего напряжения .

Величина максимально допустимого тока  определяется коэффициентом перегрузки по току

,                                                        (1.5)

обычно принимающим значения от 2 до 5, в зависимости от типа двигателя.

Максимально допустимый ток короткого замыкания должен соответствовать неравенству

 .                                               (1.6)

Для микродвигателей обычно осуществляется прямой пуск без добавочных сопротивлений, но с ростом габаритов ДПТ необходимо производить реостатный пуск, особенно если привод с ДПТ используется в напряженных режимах с частыми пусками и торможениями.

Практически следует помнить, что, если не ограничивать пусковые токи, то частыми пусками можно сжечь обмотку якоря ДПТ.

С введением  в цепь якоря жесткость электромеханической характеристики уменьшается, что и видно на рис. 3.


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 673; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ