Динамическая и механическая характеристики двигателя

Двигатели постоянного тока с плавным регулированием частоты вращения находят применение в приводах различных машин, станков и установок. Наряду с широким пределом регулирования частоты вращения они дают возможность получать механические характеристики различной (требуемой) жесткости. Из курса электротехники известно, что уравнение механической характеристики [n =f(M)] можно записать в виде где коэффициенты Се и См зависят от конструктивных данных двигателя; U — напряжение сети; Ф — магнитный поток двигателя; R — сопротивление цепи якоря. Формула показывает, что если U, R и Ф постоянны, механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения представляет прямую линию (рис.). Если в цепи якоря нет сопротивлений, то механическая характеристика естественная (прямая 1, рис.а). Точка А соответствует номинальной частоте вращения nн, а no называют частотой идеального холостого хода. Жесткость характеристики определяется сопротивлением двигателя R', куда входит сопротивление обмотки якоря, дополнительных полюсов, компенсационной обмотки, щеток. Влияние сопротивления в цепи якоря на характеристику иллюстрируется прямыми 2 и 3 (см. рис.а). Рис.. Механические характеристики двигателей постоянного тока: а - при изменении сопротивления в цепи ротора, б - при изменении напряжения в цепи якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, в - при регулировании частоты вращения шунтированием обмотки возбуждения двигателя с последовательным возбуждением, г - при различных режимах торможения. Формула позволяет оценить влияние напряжения U и потока Ф. При изменении U механическая характеристика двигателя с независимым возбуждением смещается параллельно естественной (рис.б); частота вращения холостого хода при постоянных R и U изменяется обратно пропорционально потоку. Из формулы при n = 0 имеем т. е. пусковой момент пропорционален потоку. Таким образом, частота вращения двигателя может регулироваться изменением магнитного потока, напряжения, подводимого к обмотке якоря, введением сопротивлений в цепь якоря. Регулирование частоты вращения двигателя изменением Ф применяют довольно часто, так как регулирование происходит плавно, без больших потерь энергии, поддается автоматизации. Диапазон регулирования в сторону увеличения частоты вращения не превышает 1: 4, его можно расширить введением небольшой стабилизирующей обмотки последовательного возбуждения наряду с обмоткой дополнительных полюсов. Регулирование частоты вращения изменением напряжения, подаваемого в цепь якоря двигателя, широко используют у двигателя независимого возбуждения (рис.б). В настоящее время выпускают двигатели с диапазоном регулирования до 1: 8, диапазон увеличивается при применении тиристорных преобразователей.   Расчет пуска двигателя     Пусковая реостатная диаграмма двухступенчатого пуска     Расчет времени пуска в холостую и при постоянном моменте сопротивления Расчет времени пуска в холостую: Реостатная характеристика   Естественная характеристика tпп=t1+t2=0.16+0.106=0.266 c Расчет времени пуска под нагрузкой: Реостатная характеристика     JПР=0.125+0.239=0.364 кг/м2 Естественная характеристика tпп=t1+t2=0.6+0.19=0.79 c   Моделирование электропривода при пуске по двухступенчатой характеристике: