Файл: Отчет по производственной практике место прохождения практики Ульяновский государственный технический университет.docx

,   - сопротивления обмотки якоря,   - добавочное сопротивление в цепи якоря;   - электромагнитный момент, Нм;   ток якоря, А;   - угловая скорость вращения двигателя, рад/с;   - ЭДС вращения якоря, В;   и   - коэффициенты пропорциональности;   - постоянная ДПТ (   - число пар полюсов;     - число активных проводников обмотки якоря;   - число пар параллельных ветвей обмотки якоря );.

При использовании системы СИ имеет место численное равенство коэффициентов пропорциональности, которые можно обозначить  :  , где   - конструктивный коэффициент двигателя, 

---

 - магнитный поток, Вб.

Решая совместно первые два уравнения в системе (3.1) можно получить уравнение электромеханической характеристики ДПТ, которое определяет зависимость  :

 (3.2)

Анализ уравнений электромеханической характеристики

Скорость холостого хода

 

При   имеет место режим идеального холостого хода и при этом

 (3.3)

Ток короткого замыкания

 

С увеличением нагрузки на валу ДПТ возрастает и ток якоря  , т.к.  , а это в свою очередь ведет к снижению  . Если к якорю подведено напряжение, то при   имеет место режим короткого замыкания, при котором, как следует из (3.2), ток короткого замыкания (называемый также пусковым током)

. (3.4)

Максимальное значение тока короткого замыкания имеет место при  , когда  , и оно может в десятки раз превышать величину номинального значения   тока якоря двигателя, т. к.   величина сравнительно малая.

Реально режим короткого замыкания имеет место кратковременно, при пуске двигателя и при стопорении двигателя моментом сопротивления.

---

Ограничение величины 

При прямом пуске двигателя значения тока  , поэтому якорная обмотка может быстро перегреться и выйти из строя. Кроме того, большие токи негативно влияют и на работоспособность щеточно-коллекторного узла.

Это обуславливает необходимость ограничения   до допустимой величины либо введением дополнительного сопротивлений в якорную цепь  , либо уменьшением значения питающего напряжения  .

Величина максимально допустимого тока   определяется коэффициентом перегрузки по току

, (3.5)

обычно принимающим значения от 2 до 5, в зависимости от типа двигателя.

Максимально допустимый ток короткого замыкания должен соответствовать неравенству

. (3.6)

Для микродвигателей обычно осуществляется прямой пуск без добавочных сопротивлений, но с ростом габаритов ДПТ необходимо производить реостатный пуск, особенно если привод с ДПТ используется в напряженных режимах с частыми пусками и торможениями.

Практически следует помнить, что, если не ограничивать пусковые токи, то частыми пусками можно сжечь обмотку якоря ДПТ.

С введением   в цепь якоря жесткость электромеханической характеристики уменьшается, что и видно на рис. 3.2.

Динамическое торможение

 

Для осуществления данного режима якорь двигателя отключают от сети и замыкают на тормозное сопротивление 

---

 так как это представление на рис. 3.8.



Рис.3.8. Схема включения ДПТ с НВ при динамическом торможении.

 

Уравнение механической характеристики для этого режима запишется как

, (3.12)

где   - тормозной момент.

Ток якоря можно определить как

. (3.13)

т. е. ток (и, следовательно, момент двигателя) изменяет свой знак, чем и обуславливается процесс торможение.

На рис. 3.9 представлены механические характеристики ДПТ с НВ, соответствующие режиму динамического торможения.

 



 

 

Рис. 3.9. Механические характеристики ДПТ с НВ, соответствующие режиму динамического торможения при   <   <  .

 

Способ динамического торможения весьма экономичен, т. к. двигатель работает генератором на постоянную нагрузку, потребляя из сети энергию только на электромагнитное возбуждение.

При переводе ДПТ из двигательного режима в режим динамического торможения необходимо ограничивать величину максимального тормозного тока в момент переключения.

2. 1   2   3   4   5

---

Тормозной спуск

Данный вид торможения имеет место при превышении активным моментом сопротивления величины пускового момента, что приводит к изменению направления вращения якоря двигателя и соответственно знака ЭДС. Из первого уравнения системы (3.1) следует, что в этом случае ток якоря определяется как

, (3.14)

т. е. ток якоря превышает значения токов короткого замыкания (3.4). Поэтому для реализации этого режима необходимо ограничивать ток якоря введением добавочного сопротивления  .

Графически механические и электромеханические характеристики в этом случае являются продолжением соответствующих характеристик в 4 квадрант.

Режим тормозного спуска широко применяется в грузоподъемных механизмах для опускания грузов.

Противовключение изменением полярности подводимого напряжения

Если у ДПТ, работающего в двигательном режиме на ходу изменить полярность напряжения на обмотке якоря на противоположную, то знак тока якоря   изменится на противоположный в соответствии с выражением

. (3.15)

Двигатель переходит в тормозной режим, и его механическая характеристика изображается во 2 квадранте. При этом происходит интенсивное торможение и скорость вращения двигателя падает до нуля. Если в этот момент времени обмотку якоря не отключить от сети, то направление вращения изменяйся на противоположное (график механической характеристики размещен в 3 квадранте), т.е. двигатель реверсируется. Это, безусловно, накладывает определенные ограничения на применимость данного способа торможения.

С энергетической точки зрения данный способ не экономичен, т.к. большое количество энергии выделяется на добавочном сопротивлении, которое необходимо включать в якорную цепь для ограничения бросков тормозного тока.

---