Естественной характеристикой

Критическое скольжение равно: для естественной характеристики

Характеристика двигателя с последовательным возбуждением при различных напряжениях якоря показана на 27, б. Естественная характеристика соответствует номинальному напряжению на якоре и отсутствию добавочных сопротивлений в якорной цепи (кривая 1). Вниз от естественной характеристики частота вращения двигателя регулируется путем снижения

мотке: Af = 744 Н-м, п = 690 об/мин. 9.5. U, = 201,3 В. 9.6 /, = 60 А, ?= = 235 В. 9.7.п=1050 об/мин, М=45,5Н-м. 9.8. При (7=110В: ? = 90 В, Яэм = 900 Вт, т) = 0,663. 11.1. Две точки естественной характеристики имеют координаты: Mx = 0, ях=1085 об/мин, М„0„ = 244 Н-м, п„0„ = = 1000 об/мин. 11.2. Координаты четырех точек характеристики.

= 0,5(Mnmax+Alnmin), вследствие чего двигатель разгоняется с некоторым постоянным ускорением. Таким же образом пускается в ход двигатель с последовательным возбуждением ( 7.11, б). Число ступеней пускового реостата зависит от жесткости естественной характеристики и требований, предъявляемых к плавности пуска (допустимой разности (Mnmax—Afnmin).

ной характеристикой называется такая характеристика двигателя, которая получается при отсутствии внешних резисторов в якорной цепи и номинальных значениях напряжения и магнитного потока двигателя. Жесткость естественной характеристики зависит от внутреннего сопротивления якорной цепи двигателя R». Внутреннее сопротивление якорной цепи включает собственное сопротивление якорной обмотки, сопротивление обмотки дополнительных полюсов, компенсационной обмотки и щеток. Соответственно перепад скорости для естественной характеристики

"'ном = Аюм' ном-СкОрОСТЬ идеального холостого хода для естественной характеристики может быть получена из (3.8), если числитель и знаменатель ее умножить на соном и учесть, что

Уравнение естественной характеристики

Номинальное скольжение зависит от сопротивления ротора. Наименьшим номинальным скольжением при одинаковой мощности и числе полюсов обладают обычно двигатели с короткозамкнутым ротором нормального исполнения. У этих двигателей в силу конструктивных особенностей сопротивление ротора имеет относительно небольшое значение, что ведет к уменьшению значений критического скольжения s:c (3.37) и номинального скольжения SHOM. По тем же причинам при увеличении мощности двигателя уменьшается его номинальное скольжение и растет жесткость естественной характеристики. Последнее иллюстрируется кривой 3.26, построенной по средним данным для двигателей разной мощности.

На 4.4 по оси ординат отложено значение угловой скорости идеального холостого хода со0 для естественной характеристики, когда по-

откуда следует, что угловую скорость можно регулировать в широких пределах, изменяя е, а жесткость механических характеристик при регулировании угловой скорости постоянна и равна жесткости естественной характеристики. Это является достоинством данного способа регулирования угловой скорости. Однако высокая жесткость свойственна характеристикам лишь в области непрерывного тока якоря. Если же в период выключенного состояния ключа К. ток якоря успевает снизиться до нуля и в кривой тока содержится пауза, то имеет место режим прерывистых токов, где жесткость механических характеристик ( 4.18, е) резко падает. Основным средством сужения зоны прерывистых токов, уменьшения пульсаций тока якоря (момента) и угловой скорости относительно среднего значения и, следовательно, дополнительных потерь в обмотках якоря является увеличение частоты коммутации ключа К- Обычно частота коммутации составляет 800 — 1200 Гц. Увеличению ее препятствует рост потерь в ключе (транзисторе, тиристоре) и его предельные динамические параметры.

На 4.20 представлена механическая характеристика двигателя при шунтировании якоря, проходящая через со0. Там же приведены естественная и реостатная характеристики для обычной схемы включения. Из сопоставления этих характеристик видны преимущества рассматриваемой схемы. Действительно, получение пониженной угловой скорости о>ё возможно и в обычной схеме путем перехода от естественной характеристики к соответствующей реостатной. Однако из сравнения реостатной характеристики

пая на 13.45, а (кривая /) при / =:/ , называется естественной характеристикой. При увеличении нагрузки на валу двигателя ток возрастает относительно медленно и обратно пропорционально ему уменышется частота вращения. Например, если пренебречь насыщением магнитной цепи и реакцией якоря, то можно считать, что при увеличении вдвое момента на валу двигателя ток возрастает лишь до 140% первоначального значения, а частота вращения уменьшается до 70%. У двигателя с параллельным возбуждением повышение вдвое момента на валу лишь незначительно уменьшит частоту вращения, зато ток двигателя увеличится до 200% первоначального.

В качестве нелинейных элементов в моделях используются элементы с «естественной» нелинейно и вольт-амперной характеристикой и элементы, в которых требуемый вид вольт-амперной характеристики достигается «искусственно», путем применения специальных электрических схем.

Примером элемента с «естественной» характеристикой может служить электрическая лампа накаливания, вольт-амперная характеристика которой в некотором интервале напряжений близка к квадратичной. На лампах накаливания работают «расчетные столы», предназначенные для моделирования теплофикационнных и водопроводных сетей, шахтных вентиляционных систем и сетей газоснабжения. Лампы накаливания могут быть использованы и в схеме 10.8. В качестве примера элементов с «искусственной» нелинейной характеристикой рассмотрим двухполюсник, вольт-амперная характеристика которого приведена на 10.9,а.

Недостатками рассмотренной системы асинхронного привода являются ступенчатый характер изменения момента, увеличенное по сравнению с естественной характеристикой скольжение в установившемся режиме, большая частота включений силовых контакторов.

ная на 13.45, а (кривая /) при /в( =/я, называется естественной характеристикой. При увеличении нагрузки на валу двигателя ток возрастает относительно медленно и обратно пропорционально ему уменышется частота вращения. Например, если пренебречь насыщением магнитной цепи и реакцией якоря, то можно считать, что при увеличении вдвое момента на валу двигателя ток возрастает лишь до 140% первоначального значения, а частота вращения уменьшается до 70%. У двигателя с параллельным возбуждением повышение вдвое момента на валу лишь незначительно уменьшит частоту вращения, зато ток двигателя увеличится до 200% первоначального.

Воспользуемся естественной характеристикой двигателя со = / (/) и, отметив на ней точки допустимых токов при переключении с одной ступени резистора на другую /х и /2 ( 3.16), проведем через эти точки пунктиром две параллельные линии до пересечения с вертикалью Af в точках / и е. Вертикаль Af расположена влево от начала координат

Если нажать кнопку КнП, то через замкнувшийся контакт РУ1 включится контактор КЛ, и будет подано напряжение на обмотку статора двигателя М; в обмотку ротора при этом включены все пусковые резисторы — начинается пуск привода на первой реостатной характеристике. При включении контактора КЛ один из его замыкающих вспомогательных контактов шунтирует кнопку КнП, и отпадает необходимость длительно удерживать ее в нажатом состоянии, а другой замыкающий — подает питание на цепь катушек реле ускорения РУ2 и РУЗ. Размыкающий вспомогательный контакт КЛ отключит цепь реле РУ1; так как оно отпускает якорь с выдержкой времени при отключении ее катушки, то РУ2 сразу не выключится и его размыкающий контакт РУ2 будет открыт. Следует отметить, что размыкающий контакт РУ1 остается еще открытым; по истечении выдержки времени реле РУ1 его замыкающий контакт откроется, а размыкающий — закроется. В результате этих переключений в схеме управления включится контактор КУ1, и будет шунтирована первая пусковая ступень резистора— двигатель с первой (реостатной) характеристики перейдет на вторую, разгоняясь до большей угловой скорости. Кроме того, выключится реле времени РУ2, и его размыкающий контакт с выдержкой времени замкнет цепь катушки контактора КУ2 — шунтируется вторая пусковая ступень резистора — двигатель переходит на третью реостатную характеристику. Наконец, после размыкания с выдержкой времени замыкающего контакта РУ2 выключится реле РУЗ — с выдержкой времени, на которое настроено реле РУЗ (соответственно времени пуска двигателя на последней реостатной характеристике), замкнется его контакт РУЗ, и включится контактор КУЗ, обмотка ротора М окажется замкнутой накоротко, и двигатель начнет разгоняться в соответствии с его естественной характеристикой. Этим заканчивается ступенчатый пуск асинхронного двигателя, контролируемый в функции времени электромагнитными реле времени РУ1, РУ2, РУЗ.

тельности цикла 60 с) с ПВ = 6,25; 8,8; 12,5; 17,7; 25; 35; 50 и 70% и кратковременный (10, 20, 30с; 1,3 и 5 мин) [3]. Относительные продолжительности включений пускорегулировочных реостатов, выпускаемых заводом «Динамо», рекомендуется принимать исходя из режимов работы крана, т. е. при легких режимах ПВ = = 25%, при средних и тяжелых ПВ = 35...40%, при весьма тяжелых ПВ = 60% и особо тяжелых ПВ = = 100% [3]. Указанные продолжительности включений следует относить к последней ступени реостата (перед естественной характеристикой) — ПВ^ Для остальных ступеней их можно считать меньшими: они пропорциональны доле сопротивления, выводимого при шунтировании каждой ступени, т. е. для четырехступенчатого реостата (сопротивления ступеней г,, г2, r3, rt):

При проектировании схем управления всеми ОСНОВНЫМИ механизмами экскаваторов не ограничиваются только основной (естественной) характеристикой, а предусматривают несколько регулировочных характеристик, позволяющих работать на пониженной частоте вращения. Такие характеристики необходимы при разработке особо тяжелых скальных и плохо взорванных пород, при работе с малыми углами поворота, а также , для работы на вспомогательных операциях, при расчистке и подготовке карьеров, при наладке схем и загрузке платформ и т. д. Кроме того, наличие зазоров в механической части экскаваторов (особенно в механизмах поворота) и возможности ослабления канатов (где они есть) могут принести при разгоне к ударным динамическим нагрузкам механических частей. Чтобы исключить эти нагрузки, разгонять механизмы нужно

тельности цикла 60 с) с ПВ = 6,25; 8,8; 12,5; 17,7; 25; 35; 50 и 70% и кратковременный (10, 20, 30с; 1,3 и 5 мин) [3]. Относительные продолжительности включений пускорегулировочных реостатов, выпускаемых заводом «Динамо», рекомендуется принимать исходя из режимов работы крана, т. е. при легких режимах ПВ = = 25%, при средних и тяжелых ПВ = 35...40%, при весьма тяжелых ПВ = 60% и особо тяжелых ПВ = = 100% [3]. Указанные продолжительности включений следует относить к последней ступени реостата (перед естественной характеристикой) — ПВ^ Для остальных ступеней их можно считать меньшими: они пропорциональны доле сопротивления, выводимого при шунтировании каждой ступени, т. е. для четырехступенчатого реостата (сопротивления ступеней г,, г2, r3, rt):

При проектировании схем управления всеми ОСНОВНЫМИ механизмами экскаваторов не ограничиваются только основной (естественной) характеристикой, а предусматривают несколько регулировочных характеристик, позволяющих работать на пониженной частоте вращения. Такие характеристики необходимы при разработке особо тяжелых скальных и плохо взорванных пород, при работе с малыми углами поворота, а также , для работы на вспомогательных операциях, при расчистке и подготовке карьеров, при наладке схем и загрузке платформ и т. д. Кроме того, наличие зазоров в механической части экскаваторов (особенно в механизмах поворота) и возможности ослабления канатов (где они есть) могут принести при разгоне к ударным динамическим нагрузкам механических частей. Чтобы исключить эти нагрузки, разгонять механизмы нужно