Торможение противовключением ДПТ.
Режим противовключения может быть получен двумя способами. Рассмотрим эти способы. Предположим, что электродвигатель работает при подъеме груза с моментом МС1. Скорость подъема, в зависимости от сопротивления цепи якоря R1 или R2 соответственно ω1 или ω2. Увеличим момент до МС2 при R=R2. Получим режим стоянки под током ω=0. Если теперь увеличить момент нагрузки но МС3, то двигатель начнет вращаться под действием момента груза в противоположную сторону. ЭДС якоря так же изменит свой знак и по направлению станет совпадать с направлением сети. Двигатель перейдет в генераторный, тормозной режим работы в последовательном соединении с напряжением сети.
Подобное торможение носит название торможение противовключением. Для него можно записать равенство
U = - E + I3R2 или U + E = I3R2
Работа на этой механической характеристике в зоне двигательного режима и противовключения описывает одно уравнение
Следует иметь в виду, что в режиме противовключения (в четвертом квадранте) скорость вращения отрицательна и двигатель, без переключений в схеме, под действием превосходящего статического момента переходит в тормозной режим.
Режим противовключения для механизмов с реактивным моментом может быть достигнут изменением полярности на зажимах якоря или обмотки возбуждения. При этом его момент изменит направление, двигатель перейдет в тормозной режим противотоком во втором квадранте до ω = 0. Если двигатель не отключать от сети, то под действием отрицательного момента он реверсируется и перейдет в двигательный режим с обратным направлением вращения в третьем квадранте.
Рисунок 2- Режим торможения противовключением
В режиме противотока тормозные моменты МТ1 и МТ2, развиваемые двигателем можно определить из следующих соотношений:
МТ1 = - М1= -СФI2= - CФ(U+Е1)/(R+RП) = СФ(U+СФωнач)/ (R+RП)
МТ2 = - М2= -СФI2= - CФU/(R+RП)
Здесь Rп – сопротивление ступени противотока.
Электродинамическое торможение.
В этом режиме якорную цепь двигателя отключают от сети и замыкают ее на тормозное сопротивление. Электрическая машина работает генератором либо за счет кинетической энергии, запасенной во вращающихся частях самой машины и исполнительного механизма, либо за счет потенциальной энергии опускающегося груза. В обоих случаях, генерируемая энергия расходуется на нагревание обмоток якоря и тормозного сопротивления. Причиной, обуславливающей наличие тока, является ЭДС, величина и знак которой определяется магнитным потоком и скоростью вращения. При этом I = - E/R = -CФω/R , а уравнение механической характеристики
n = -RM/(CФ)2 = -RM/k2
Рисунок 3 - Электродинамическое торможение
Тормозной момент МТ зависит от скорости вращения и сопротивления якорной цепи.
МТ= - М = - СФIТ = - CФЕ/R = - CФ * СФω1/R.
При реактивном моменте привод остановится ω = 0.
При активном моменте нагрузки двигатель реверсируется и будет вращаться в противоположную сторону под действием момента сопротивления.
Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого или параллельного возбуждения.
При изменении нагрузки на валу, двигатель переходит самостоятельно с одной скорости вращения на другую.
Однако изменение скорости двигателя под действием изменения нагрузки не является регулированием скорости.
Из уравнения механической характеристики ДПТ независимого возбуждения
ω = (U/CФ) – RM/( CФ)2
Можно регулировать его скорость следующими способами:
· Изменением сопротивления якорной цепи;
· Изменением магнитного потока;
· Изменением напряжения сети.
Регулирование скорости двигателя вниз от номинальной путем введения добавочных сопротивлений в цепь якоря обычно называют реостатным регулированием. Сущность его заключается в следующем
Рисунок 1- Схема ДПТ с добавочным сопротивлением в цепи якоря и его механические характеристики
Пусть двигатель работает на естественной характеристике в номинальном режиме со скоростью ωН развивая момент МН и потребляя ток IH = (U – CФωН)/ RЯ.
При введении в цепь якоря добавочного сопротивления скорость двигателя из-за большой механической инерции в первый момент времени остается неизменной и ток скачком уменьшается до знака I1.
I1=(U – CФωН)/ (RЯ+rд1)
Так же скачком уменьшается момент двигателя до значения М1 = СФI1 и становится меньше МН. двигатель начнет затормаживаться, что вызывает уменьшение ЭДС якоря, а следовательно увеличение тока якоря и момента. При достижении скорости ω1 электромагнитный момент возрастает до МН и снижение скорости прекратится.
Регулирование скорости всегда осуществляется при одинаковом значении момента нагрузки.
Выводы:
1) Такой способ регулирования скорости неэкономичен;
2) Уменьшается жесткость механических характеристик, а следовательно и диапазон регулирования;
3) Уменьшает КПД двигателя при увеличении добавочных сопротивлений;
4) Реостатное регулирование скорости осуществляется при условии М = const, Р = var;
5) Доступность и простота делает такой способ регулирования распространенным.
Регулирование скорости двигателя, изменение магнитного потока.
Рисунок 2- Схема ДПТ с добавочным сопротивлением в цепи возбуждения и его механические характеристики
При таком способе возможно только ослабление магнитного потока, т.е. Ф2‹Ф1‹Фн.
Процесс регулирования проходит следующим образом. При работе двигателя на естественной характеристики со скоростью ω1 в якоре протекает ток
Iа1=(U-CФН ω1)/RЯ.
При введении добавочного сопротивления в цепь обмотки возбуждения магнитный поток скачком уменьшается до знака Ф1. По инерции скорость двигателя в первый момент не изменяется, поэтому ток якоря так же скачком изменится до Ia1’ (увеличится).
Ia’ = U-CФ1 ω1/RЯ
В связи с этим момент в двигателе увеличится, появится ускоряющий динамический момент и двигатель разгонится до скорости ω2.
Момент двигателя снова уменьшится до МС, но при ω= ω2 ток якоря будет увеличен
Iа2=МС/ CФ1 › Ia1.
Необходимо знать, при изменении магнитного потока изменяется велечина скорости идеального хода ω0 = U/ CФ, а токи пуска (кз) при ω =0 на всех характеристиках одинаковы – они зависят только от сопротивлений якорной цепи и напряжения.
IП = IКЗ = U/R.
Регулирование скорости двигателя ослаблением магнитного потока осуществляется при постоянной мощности
Р = М ω = РН / ω = PH = const.
Регулирование скорости изменением подводимого напряжения.
Регулирование напряжения на двигателе может осуществляться или с помощью отдельного генератора (система Г-Д) или при помощи статического преобразователя (система ГП-Д). получается идеальное семейство механических характеристик параллельных друг другу с большим диапазоном регулирования скорости. При этом М = СФI = const.
Рисунок 3 - Регулировочные характеристики при изменении питающего напряжения
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|