Естественной механической характеристике

Заменив в (9.20) ток /„ согласно (9.9), получим уравнение естественной механической характеристики:

Уравнением естественной механической характеристики будет 220 М"0'3

Серьезным недостатком следует считать то, что регулирование частоты вращения путем изменения магнитног о потока можно производить лишь в области вверх от естественной механической характеристики.

Двигатели независимого и параллельного возбуждения имеют «жесткую» естественную механическую характеристику, вследствие чего их применяют, когда требуется незначительное изменение частоты вращения при изменении нагрузки. Следует заметить, что многие из указанных двигателей снабжаются дополнительно последовательной обмоткой возбуждения, небольшая МДС которой направлена встречно по отношению к основной обмотке возбуждения. Наличие такой обмотки приводи! к некоторому увеличению «жесткости» естественной механической характеристики.

Механическая характеристика, относящаяся к нормальным рабочим условиям двигателя, называется естественной механической характеристикой в отличие от искусственной механической характеристики, какой является, например, характеристика двигателя с фазным ротором, у которого в цепь ротора включен реостат.

Все ступени пускового реостата будут зашунтированы и двигатель закончит разгон уже на естественной механической характеристике.

flpi включении этого сопротивления разгон двигателя идет по механической херакгэристике 1-2 (2.26). В точке 2, когда электромагнитный момзнт двигателя М равен статическому моменту AJ. • выводится первая ступень реостата,и величина добавочного сопротивления становится R$z *" %gi. • Ири этом возрастает ток ротора и.электромагнитный момэнт по прямой 2-3, и дадеэ двигатель разгоняется по другой механической характеристике (по кривой 3-4). В точке 4, когда снова электромагнитный момент станет равным статическому, выводится вторая ступень пускового реостата, так что в цэпь ротора вкдочаэтся меньшее добавочное сопротивление Ra^*- /?д2 . Разгон идет далее по-кривым 4-5 и 5-о. и точке 6 пусковой рэостат закорачивается накоротко (.К.* * 0), и далее двигатель разгоняется по естественной механической характеристике 7-8 до номинального момента, равного статическому в точке б.

Под естественной механической характеристикой двигателя понимается характеристика, которой он обладает при номинальном напряжении питания, полном потоке и без внешних сопротивлений в цепи якоря. Характеристики двигателя при наличии внешних сопротивлений в цепи якоря, пониженном напряжении питания или при ослабленном потоке называются искусственными.

уравнение естественной механической характеристики

Отрезок аб между горизонтальной прямой п0а и естественной механической характеристикой поб соответствует сопротивлению якоря /?я-

Регулирование частоты вращения. Реостат в цепи ротора можно использовать и для регулирования частоты вращения двигателя с фазным ротором. Предположим, в рабочем режиме электродвигателя рабочая точка находится на естественной механической характеристике (точка С на 8.11, б). Если в цепь ротора ввести первую ступень реостата, то в связи с увеличением электрического сопротивления уменьшаются ток и вращающий момент двигателя. Рабочая точка переходит на соседнюю характеристику при меньшем моменте и той же частоте вращения (механическая инерция). При неизменном моменте сопротивления на валу двигателя частота вращения ротора постепенно уменьшается, а вращающий момент увеличивается. В результате регулировочной операции двигатель будет работать с тем же моментом, но при меньшей частоте вращения. Так, изменяя сопротивление в цепи ротора, можно менять его частоту вращения. Здесь необходимо отметить, что регулировочный реостат, в отличие от пускового, должен быть рассчитан на длительную нагрузку (в принципе регулировочный реостат может быть использован и для пуска).

Все ступени пускового реостата будут зашунтированы и двигатель закончит разгон уже на естественной механической характеристике.

flpi включении этого сопротивления разгон двигателя идет по механической херакгэристике 1-2 (2.26). В точке 2, когда электромагнитный момзнт двигателя М равен статическому моменту AJ. • выводится первая ступень реостата,и величина добавочного сопротивления становится R$z *" %gi. • Ири этом возрастает ток ротора и.электромагнитный момэнт по прямой 2-3, и дадеэ двигатель разгоняется по другой механической характеристике (по кривой 3-4). В точке 4, когда снова электромагнитный момент станет равным статическому, выводится вторая ступень пускового реостата, так что в цэпь ротора вкдочаэтся меньшее добавочное сопротивление Ra^*- /?д2 . Разгон идет далее по-кривым 4-5 и 5-о. и точке 6 пусковой рэостат закорачивается накоротко (.К.* * 0), и далее двигатель разгоняется по естественной механической характеристике 7-8 до номинального момента, равного статическому в точке б.

Регулирование частоты вращения. Реостат в цепи ротора можно использовать и для регулирования частоты вращения двигателя с фазным ротором. Предположим, в рабочем режиме электродвигателя рабочая точка находится на естественной механической характеристике (точка С на 8.11, б). Если в цепь ротора ввести первую ступень реостата, то в связи с увеличением электрического сопротивления уменьшаются ток и вращающий момент двигателя. Рабочая точка переходит на соседнюю характеристику при меньшем моменте и той же частоте вращения (механическая инерция). При неизменном моменте сопротивления на валу двигателя частота вращения ротора постепенно уменьшается, а вращающий момент увеличивается. В результате регулировочной операции двигатель будет работать с тем же моментом, но при меньшей частоте вращения. Так, изменяя сопротивление в цепи ротора, можно менять его частоту вращения. Здесь необходимо отметить, что регулировочный реостат, в отличие от пускового, должен быть рассчитан на длительную нагрузку (в принципе регулировочный реостат может быть использован и для пуска).

Одновременно размыкается контакт КУ\ в цепи реле РУг, которое также имеет выдержку времени при отпускании. По истечении этого времени замыкается контакт РУ% в цепи контактора КУг, который срабатывает и выключает вторую пусковую ступень резистора. С этого момента двигатель работает на естественной механической характеристике.

где s — скольжение на естественной механической характеристике (Лд = 0) ;

Произведем теперь в качестве примера построение механических характеристик двигателя независимого возбуждения, схема включения которого представлена на 3.3. Процесс пуска двигателя состоит в том, что вначале замыкается выключатель /С, затем через некоторые промежутки времени по мере увеличения угловой скорости замыкаются последовательно выключатели /С/, /0? и КЗ. Когда же все контакты замкнутся и пусковой резистор окажется полностью зашунтированным, двигатель начнет работать с определенной угловой скоростью на естественной механической характеристике.

Статическое падение (перепад) скорости в относительных единицах на естественной механической характеристике асинхронного двигателя при номинальном моменте определяется его номинальным скольжением.

Основная угловая скорость, например, двигателя постоянного тока независимого возбуждения соответствует номинальным значениям напряжения и магнитного потока. Эта скорость получается в том случае, когда в цепях двигателя нет никаких внешних резисторов, т. е. точки (О0(.и находится на естественной механической характеристике.

В асинхронных двигателях отношение L/r сравнительно мало (особенно в малых двигателях), поэтому переходный процесс в момент включения характеризуется весьма быстрым затуханием свободного тока. Это позволяет пренебречь свободным током и принимать во внимание только установившееся значение тока переходного процесса. Двигатели обычно пускаются с помощью электромагнитного выключателя /С — магнитного пускателя ( 5.26, а) и разгоняются автоматически по естественной механической характеристике М ( 5.26, б) от точки Я, соответствующей начальному моменту пуска, до точки Я, соответствующей условию М = МОТ. Ускорение при раз-

Реакция якоря, уменьшая несколько поток машины Ф при нагрузке, стремится придать естественной механической характеристике отрицательный угол наклона, при котором частота вращения п возрастает с увеличением момента М. Однако двигатель с такой характеристикой в большинстве электроприводов устойчиво работать не может. Поэтому современные мощные двигатели с параллельным возбуждением часто снабжают небольшой последовательной обмоткой возбуждения, которая придает механической характеристике необходимый наклон. МДС этой обмотки при токе /НОМ составляет около 10% от МДС параллельной обмотки.

Двигатели обычно пускаются с помощью электромагнитного выключателя /(-магнитного пускателя ( 5.1, а) и разгоняются автоматически по естественной механической характеристике ( 5.1,6) от точки Я, соответствующей начальному моменту пуска, до точки Р (пересечения механических характеристик 1 электродвигателя и приводимого им механизма 2), соответствующей условию М=МС1. Ускорение при разгоне