Шпаргалки по электротехнике (стр. 8 из 16)

форма характеристики объясняется тем, что с ростом нагрузки двигателя Р2 увеличивается ток якоря Iа, следовательно, возрастает падение напряжения в цепи якоря Ia*суммаr. В итоге уменьшается частота вращения. Одновременно с ростом нагрузки усиливается реакция якоря это

уменьшает основной магнитный поток Ф, что способствует увеличению частоты вращения. График зависимости M2=f(P20) определяется выражением полезного момента (момента на валу), Нм, М2=Р2/wа=30Р2/(пи*n), где wa— угловая скорость якоря, 1/С. Если n=const. то график М2=f(P2) представляет собой прямую линию, выходящую из начала осей координат. Однако с ростом нагрузки двигателя частота вращения уменьшается, это приводит к нелинейности рассматриваемой характеристики. График зависимости Ia=f(P2) не выходит из начала осей координат, т.к. в режиме хх (Р2=0) двигатель потребляет из сети ток холостого хода Iо и развивает момент холостого хода Мо, обусловленный; механическими и магнитными потерями в двигателе Параметры двигателя, соответствующие номинальной мощности Рном, называют номинальными: nном, Iaном, М2ном. Механическая характеристика двигателя представляет собой графически выраженную зависимость частоты вращения якоря n от электромагнитного момента М при неизменных напряжении питания (U=const) и сопротивлении реостата в цепи возбуждения (rper=const). Получим n=U/(Ce*Ф)-(M*суммаr)/(Ce*Cn*Ф^2)=no-dn где nо — частота вращения двигателя при идеальном холостом ходе (М=0, Iа=0); dn— изменение частоты вращения якоря под действием нагрузки двигателя М=Мо+М2. Если пренебречь размагничивающим действием реакции якоря и принять Ф=const, то механическая характеристика двигателя независимого (параллельного) возбуждения примет вид прямой, наклоненной к оси абсцисс (рис. 6.22, а, график 1).

Эта характеристика называется естественной. Если в цепь якоря двигателя ввести добавочное сопротивление Rдоб (см. рис. 6.20), то механическая характеристика будет определяться выражением n=U/(Ce*Ф)-(M*суммаr+Rдоб)/(Ce*Cn*Ф^2), то

величина no не изменится, а dn возрастет, при этом угол наклона механической характеристики к оси абсцисс увеличится (рис. 6.22, а, графики 2 и 3). Полученные механические характеристики называют искусственными. Естественная характеристика двигателя независимого (параллельного) возбуждения, т. е. механическая характеристика, соответствующая Rдоб=0—«жесткая», так как при изменении нагрузки на валу двигателя частота вращения изменяется незначительно (на 5—10%). Искусственные характеристики двигателя с ростом добавочного сопротивления Rдоб в цепи якоря становятся «мягкими», так как изменение нагрузки на валу двигателя сопровождается значительными изменениями частоты вращения. На форму механических характеристик влияет основной магнитный поток Ф. При уменьшении Ф увеличивается частота вращения идеального холостого хода nо и dn. Это приводит к резкому изменению жесткости механической характеристики (рис. 6.22, б). При изменении напряжения на якоре двигателя U изменяется частота вращения no, а dn остается постоянной. Следовательно, жесткость механических характеристик (если не учитывать реакцию якоря) не изменяется — они смещаются по высоте, оставаясь параллельными друг другу (рис. 6.22, в).

Регулирование частоты вращения двигателей независимого и параллельного возбуждения. Хорошие регулировочные свойства двигателей постоянного тока — одна из основных причин их применения в современном электроприводе, несмотря на существенные недостатки, обусловленные наличием у них щеточно-коллекторного узла. Лучшие регулировочные свойства у двигателей независимого и параллельного возбуждения. Регулирование частоты вращения изменением подводимого к обмотке якоря напряжения. Как следует из n=(U-Ia*суммаr)/(ce*Ф), с изменением напряжения U частота вращения изменяется. Так как превышение номинального напряжения недопустимо, то этот способ позволяет изменять частоты вращения только в сторону уменьшения от номинальной. В двигателях мощностью до 100—120 Вт напряжение, подводимое к обмотке якоря, можно изменять посредством потенциометра потери в котором вследствие небольшой передаваемой мощности невелики. Если питание двигателя осуществляется через автономные выпрямители (В1 — в цепи обмотки якоря и В2— в цепи обмотки возбуждения ОВ), то регулировать частоту вращения можно посредством автотрансформатора AT, на выход которого включен выпрямитель В1. При этом напряжение возбуждения остается неизменным. Этот способ регулирования частоты вращения успешно применяется при мощности двигателя до 500—600 Вт. Регулирование частоты вращения изменением добавочного сопротивления в цепи обмотки якоря. Этот способ регулирования также позволяет изменять частоту вращения только в сторону уменьшения от номинальной и осуществляется посредством реостата Rдоб (см. рис. 6.20). Недостатки рассматриваемого способа: значительные потери на нагрев реостата (Ia^2*Rдоб) — с изменением сопротивления доб меняется жесткость механических характеристик двигателя (см. рис. 6.22, a). Регулирование частоты вращения изменением магнитного потока возбуждения. Этот способ регулирования весьма экономичен, так как изменение магнитного потока осуществляется реостатом в цепи обмотки возбуждения, ток в которой у рассматриваемых двигателей в несколько раз меньше тока в цепи обмотки якоря. Способ позволяет изменять частоту вращения в сторону увеличения от номинальной. При увеличении сопротивления реостата rрег (см. рис. 6.20) уменьшается ток в обмотке возбуждения Iв, а следовательно, и магнитный поток Ф, что вызывает возрастание частоты вращения якоря двигателя. вращения может превышать максимальное значение. Недостаток данного способа регулирования состоит в том, что при изменении потока Ф в значительной степени меняется жесткость механических характеристик двигателя (см. рис. 6.22, б). Импульсное регулирование частоты вращения. Цепь обмотки якоря двигателя независимого возбуждения периодически подключается к источнику напряжения ключом К. При замыкании цепи якоря на время t1 к обмотке якоря подводится напряжение U=Uном, ток нарастает до значения Imax (рис. 6.25, б). При размыкании ключа ток уменьшается, достигая значения Imin, замыкаясь через диод VD. При следующем замыкании ключа К. ток в якоре вновь достигает значения Imax и т. д. Таким образом, к цепи обмотки якоря подводятся импульсы напряжения, амплитудное значение которых равно напряжению U источника. Среднее напряжение, прикладываемое к двигателю, В, Uср=Ut1/T=gU, где t1—длительность импульса напряжения; Т—время между двумя следующими друг за другом импульсам напряжения (рис. 6.25, б); g=t1/T— коэффициент управления. Ток в обмотке якоря определяется средним значение Iср=0,5(Imax+Imin). Частота вращения двигателя при импульсном регулировании n=(gU-Ia*суммаr)/(ce*Ф). Импульсное регулирование обеспечивает изменение частоты вращения лишь в сторону уменьшения от номинальной. Для снижения пульсаций тока в цепь якоря включают дроссель L. Частота работы ключа составляет 200—400 Гц. На рис. 6.25, в показана одна из возможных схем импульсного регулирования напряжения, где в качеств ключа используют тиристор VS. Включается тиристор (что соответствует замыканию ключа) подачей кратковременного импульса от генератора импульсов ГИ на управляющий электрод УЭ. Цепь из дросселя L1 и конденсатора С, шунтирующая тиристор, служит для выключения последнего в интервале между двумя управляющими импульсами. При включении тиристора конденсатор С перезаряжается по контуру С—VS—L1—С и к тиристору прикладывается напряжение, обратное напряжению сети. Время открытого состояния тиристора (с) определяется параметрами цепи L1С: t=p*sqrt(L1C), где L1 —индуктивность дросселя, Гн; С—емкость конденсатора, Ф. Среднее значение напряжения Uср, подводимого к обмотке якоря, регулируется изменением частоты следования управляющих импульсов. Частота вращения Д с постоянными магнитами регулируется изменением напряжения на обмотке якоря (реостатом Rдоб или импульсным методом) только в сторону уменьшения от номинального значения. Для изменения направления вращения якоря (реверса) Д необходимо изменить направление тока в обмотке якоря либо в ОВ. При одновременном изменении тока в обеих обмотках якорь не изменяет направления вращения. В Д с постоянными магнитами реверс осуществляется изменением полярности клемм обмотки якоря.

Электроизмерительные приборы с магнитоэлектрическим измерительным механизмом.

Магнитоэлектрический механизм содержит постоянный магнит и катушку с током. Рассмотрим работу магнитоэлектрического измерительного механизма на примере конструкции с внутрирамочным магнитом(рис.).