Алексеев В.С. Основы электропривода. Часть 1

2) тированием якоря

позвол

ротивлений r

Ш

-

шунтир

се

(см. ри

Регулирование частоты вращения шун

яет получить жесткие характеристики при небольших нагрузках.

В зависимости от способа соединения якоря и соп

ующего якорь и r

П

- включенного в цепь якоря можно получить

мейства характеристик двигателя последовательного возбуждения

с 3.5).

а)

r

Ш

M

I

Ш

LM

-

r

П

+

I

а

I

П

ω ω

М

r =0

0

М

1

ω

1

=

r

Ш

=0

естеств.

r

П

=const

r

Ш

=var

П

r

П2

r

П3

r

Ш

8

естеств.

r

П1

М

0

r

П1

<r

П2

<r

П3

82

Рис. 3.5 Семейства характеристик двигателя последовательного

возбуждения при изменении r

Ш

или r

П

и

м

При этом способе регулирования уравнение скоростной

еханических характеристик определяют выражениями:

- уравнение скоростной характеристики

(

)

Пдв

I

A

C

ФСФ

rArU

⋅

+

−Α=

ω

,

авнение механической характеристики - ур

(

)

()

М

CФ

rAr

СФ

U

Пдв

⋅

+

−Α=

2

ω

.

яя, значения r

П

и r

Ш

можно получать характ

на рисунке 3.5.

Измен еристики, как

показано

При этом:

11

СФI

=

Μ ,

П

r

U

I =

1

,

СФr

Ur

П

дв

⋅

=

1

ω

,

ПШ

Ш

rr

r

+

=Α

,

вадв

rrr

+

=

, где

r

а

- сопротивление якоря

r

в

- сопротивление обмотки возбуждения

б) Схема рис.3.6 отличается от предыдущей тем, что имеет место

режим идеального холостого хода.

r

Ш

I

Ш

M

LM

+

-

r

П

I

а

I

П

=I

В

83

Рис. 3.6 Вариант включения двигателя последовательного возбуждения

и его характеристики

Уравнение механической характеристики:

(

)

()

М

СФ

rAr

СФ

U

А

nа

⋅

+

−=

2

'

ω

.

Уравнение скоростной характеристики:

(

)

A

nа

СФСФ

А Ι⋅

rr

U

⋅A

+

−=

ω

'

,

где

шn

Ш

rr

r

+

=Α

'

;

вnn

rrr

+

=

' .

П

в) Схема на рис. 3.7 имеет несколько иные характеристики.

r

Ш

=const

r =var

ω

М(I)

ω

0

r

П

=0

естеств.

r

П2

r

П1

r

П3

-U/r

Ш

0

r

Ш

=

8

-U/r

Ш1

естеств.

-U/r

Ш2

r =const

П

r

Ш

=var

I=U/r

П

М(I)

I

Ш

M

LM

+

-

I

а

I

П

r

Ш

r

П

r

ПА

r

в

r

а

естеств.

ω

r

Ш

=const

r

П

=var

I

а

U/r

П1

U/r

П2

ω

I

а

естеств.

84

r

П

=const

r

Ш

=var

r

Ш1

r

Ш

=0

Ш2

уждения

Схема

Рис. 3.7 Вариант включения двигателя последовательного

возб

и его характеристики

рис. 3.7 имеет уравнение скоростной

характеристики:

(

)

а

nа

СФСФ

А Ι⋅

rAr

U

⋅

+

−=

ω

,

и механической:

"

(

)

()

Μ⋅

⋅

+

−=

2

"

СФ

rАr

СФ

U

А

nа

ω

,

где

Шn

Ш

rr

r

"

+

=Α

;

вшШ

rrr

+

=

" ;

ПАаа

rrr

+

=

" .

3) Шунтирование обмотки возбуждения позволяет получить

скорости вращения выше номинальной.

85

r

M

I

Ш

LM

-

. 3.8 Включение двигателя с шунтированием обмотки возбуждения

характеристики:

Рис

Ур внение скоростнойа

а

СФ

rr

Ι⋅

⎞⎛

⋅

−=

ω

,

и уравнение механической характеристики:

шв

а

rr

r

СФ

U

⎟

⎠

⎜

⎝

+

Μ⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+

⋅

+

−=

СФ

rr

r

СФ

U

шв

а

ω

.

4) Изменение подводимого напряжения позвол регулировать

частоту вращения путем последовательного или параллельного

со ния электродвигателей. Это оляет крат изменять

напр на электр водах, а знач и частоту их ащения. К

приме , для управления двумя двигателями последовательного

возбуждения их можно подключать параллельно и тогда каждый

яет

едине позв но

яжение опри ит вр

ру

+

I

а

I

В

Ш

r

в

ω

M

иск.

ест.

86

87

ок азывается под напряжением сети и работает на естественной

характеристике с частотой вращения:

rU ⋅Ι

СФ

дв

ПАР

−

=

ω

.

При последовательном включении одинаковых двигателей

напряжение между ними распределится поровну:

дв

rСФU

⋅

Ι

+

⋅

=

22

ω

.

Ι⋅−=

⋅

Ι

−

=

СФ

r

СФ

U

СФ

rU

двдв

ПОСЛ

22

2

ω

Отсюда видно, что электромеханические и скоростные

характеристики сохранив крутизну, опустятся вниз и скорость

двигателя уменьшится вдвое (см. рис. 3.9).

Рис. 3.9 Параллельное и посл овательное включение двигателей

Пример 1

ю характеристику двигателя

последовательного возбуждения (рис.3.10) с номинальными данными:

Р

н

=23 кВт,

U

н

=220 В,

=95 рад/сек,

r

Ш

=0,7 Ом,

r

П

=0,25 Ом,

r

а

=0,093 Ом,

Δ

Р

ВР

=1,2 кВт.

ед

Рассчитать и построить механическу

ω

н

I

н

=122 А, r

в

=0,034 Ом,

M2

LM2

+

-

ω

MUн/2

LM1

M1

пар.

посл.

Uн

M1

LM1

M1

LM2

+ -

r

Ш

I

Ш

M

LM

+

-

r

П

I

а

I

В

r

A

r

B

Рис. 3.10

Данные естественной скоростной и механической характеристик

даны в табл. 3.7.

Таблица 3.7

I (A)

24,4 48,8 73,2 97,6 122 146,4 170,8 195,8 219,6 244

ω

е

(рад/сек)

209 143,4 114,1 103,1 95 88,4 85,8 81,6 78 76,4

М (Нм)

24,1 65,4 120,66 176,58 242 309 363 443,4 515 579

Решение:

Определяем сопротивление двигателя:

[

]

Омrrr

вадв

127.0034.0093.0 =

+

=

+

=

.

ЭДС двигателя:

дв

rU

⋅

Ι

−

=

Ε

.

По этому уравнению для различных значений тока I определяем

значение ЭДС и результаты помещаем в таблицу 3.8. После

определения ЭДС определяем значение СФ:

ω

Ε

=СФ ,

и также помещаем данные в табл. 3.8.

Таблица 3.8

I

22,4 48,8 73,2 97,6 122 146 170,8 195,2 219,6 244

I

*

rдв

3,1 6,2 9,3 12,4 15,5 18,6 21,7 24,8 27,9 31

Е

216,9 213,8 210,7 207,6 204,5 201,4 200,3 195,2 192,1 189

СФ

1,04 1,49 1,85 2,01 2,15 2,28 2,33 2,39 2,46 2,47

Затем, задаваясь током в обмотке возбуждения I=I

B

, находим

напряжение на зажимах якоря:

U

A

=U-I

B

r

ВП

,

где r

ВП

=r

В

+r

П

=0,034+0,25=0,284 Ом -общее сопротивление обмотки

возбуждения и сопротивления r

П

.

При подключении шунтирующего сопротивления r

Ш

определяем

ток в шунтирующей цепи:

Ш

а

Ш

r

U

=Ι

и ток в цепи якоря:

Шва

Ι

−

Ι

=

Ι

.

88

В этом случае ЭДС двигателя:

ааадв

rUЕ ⋅

Ι

−

=

,

частота вращения двигателя:

СФ

U

дв

=

ω

,

электромагнитный момент двигателя:

а

СФМ Ι

⋅

=

,

момент на валу:

МММ

В

Δ

−= , где

[]

мН

Р

М

Н

ВР

⋅=

⋅

=

Δ

=Δ 63,12

95

102,1

3

ω

.

Результаты вычислений сводят в табл. 3.9 и строим механическую

характеристику.

Таблица 3.9

I

в

А

24,4 48,8 73,2 97,6 122 146,4 170,8 195,2 219,6 244

I

В

r

ВП

6,96 13,9 21 28 35 42 49 56 63 70

U

а

B

213 206 199 192 185 178 171 164 157 150

I

Ш

А

304 294 284 274 264 254 244 234 224 214

I

а

A

-279,6 -245,2 -210,8 -176,4 -142 -107,6 -73,2 -38,8 -4,4 30

I

а

r

а

B

-26 -22,8 -19,6 -16,4 -13,2 -10 -6,8 -3,6 -0,41 2,8

E

дв

В

239 228 218 208,4 198,2 188 177,8 167,6 157,4 147,2

ω

е

(рад/сек)

230 154,9 118,3 103,6 92,6 82,7 76,4 70 63,8 59,6

М (Нм)

-288,4 -363 -390 -355 -304 -245 -170,7 -92,7 -10,8 74,5

М

В

(Нм)

-301 -375,7 -403,2 -367,9 -316,9 -258 -183,4 -105 -23,5 61,8

89

Рис. 3.11 Механические характеристики

Пример 2

Рассчитать и построить механическую характеристику двигателя

последовательного возбуждения, имеющего номинальные данные:

Р

н

=5,5 кВт,

M

r

Ш

I

Ш

LM

+

-

I

а

I

в

r

а

r

в

U

н

=220 В,

ω

н

=125,6 рад/сек,

I

н

=31 А,

r

Ш

=0,3 Ом,

r

а

=0,6 Ом,

r

в

=0,3 Ом,

Δ

Р

ВР

=0,43 кВт

Данные естественной механической и скоростной характеристики

приведены в табл. 3.10.

Таблица 3.10

I

(A)

10 15 20 25 30 35 40 50 60 70 80

ω

е

(рад/сек)

367,

8

230 178 148,6 127,7 117 108,8 99,4 91 83,7 78,5

М

(Нм)

1,96 11,8 21,6 32,4 43,2 53 63,8 85,3 107,9 130 150

Решение:

Общее сопротивление двигателя:

[

]

Омrrr

вадв

9.03.06.0 =

+

=

+

=

.

90

Алексеев В.С. Основы электропривода. Часть 1

Подождите немного. Документ загружается.