Регулирование скорости двигателя постоянного тока с помощью резисторов в цепи якоря

Проведем анализ формулы скорости вращения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

Из формулы видно, что при холостом ходе (при I = 0 ) угловая скорость вращения не зависит от сопротивления обмотки якоря и включенного дополнительного сопротивления, т.е.

При всех других режимах при увеличении значения дополнительного сопротивления скорость вращения двигателя пропорционально уменьшается.

Этот анализ позволяет построить семейство электромеханических характеристик при разных значениях Rд. (см.рис.10.4.)

Рис.10.4. Семейство электромеханических характеристик при разных значениях Rд.

Семейство характеристик представляет собой линии различного наклона (жесткости), проходящих через одну и ту же точку на оси скорости с ординатой ω₀. Характеристика 1 соответствует случаю, когда R _Д= 0 и является естественной, искусственные характеристики 2... 4 построены при наличии в цепи якоря резисторов с сопротивлениями соответственно R _Д2˂ R _Д3˂ R _Д4

Оценим данный способ регулирования скорости

Диапазон регулирования скорости небольшой (обычно 2...3).
Направление регулирования скорости - вниз от естественной характеристики.
Плавность регулирования скорости определяется характером изменения R . Если это сопротивление изменяется плавно, то данный способ обеспечивает плавное регулирование скорости. Чаще же рассматриваемый способ обеспечивает ступенчатое регулирование скорости.
Стабильность скорости снижается по мере увеличения диапазона регулирования, так как уменьшается жесткость регулировочных характеристик.

Расчет регулировочных резисторов в цепи якоря.

В теории ЭП разработано несколько методов расчета регулировочных резисторов в цепи якоря.

Допустим, что известна естественная электромеханическая характеристика1 двигателя (рис. 10.5) и его паспортные данные.

Требуется рассчитать сопротивление резистора R , при включении которого в цепь якоря желаемая искусственная характеристика 2 пройдет через точку А с заданными координатами ω _ии I _и .

Рис.10.5. Расчет регулировочных резисторов в цепи якоря.

Запишем формулу скорости двигателя постоянного тока с независимым возбуждением в виде:

Обозначим:

Тогда:

Используя рис. 10.5. можно записать:

Введем понятие перепада скорости показывающего во сколько раз изменится скорость двигателя при введении в цепь якоря дополнительного сопротивления.

Тогда:

откуда:

При расчете регулировочных (дополнительных) резисторов в большинстве случаев необходимо знать собственное сопротивление якоря R_Я которое можно определить по каталогам, найти в справочной литературе или рассчитать по приближенной формуле для номинальных паспортных данных:

где - номинальный КПД двигателя,

Задача 10.2.

ДПТНВ типа ПБСТ-53 имеет следующие паспортные данные:

Р_ном = 4,8 кВт;

n_ном = 1500 об/мин;

U_ном= 220 В;

I_ном= 24.2 А;

R_я= 0,38 Ом;

Определить сопротивление резистора, включение которого обеспечит прохождение искусственной электромеханической характеристики через точку с координатами:

ω_и= 90 рад/с. I_и = 25 А.

Решение: