Жесткость характеристики

При увеличении нагрузки двигателя последовательного возбуждения возрастают падение напряжения в сопротивлении гя и магнитный поток. Как следует из (9.20), последнее приводит к дополнительному снижению частоты вращения. Поэтому электромеханическая и механическая характеристики двигателя последовательного возбуждения ( 9.25, характеристики С) получаются более «мягкими», чем у двигателя параллельного возбуждения. По мере насыщения магнитной цепи жесткость характеристик возрастает.

Естественные характеристики двигателя параллельного возбуждения относятся к типу жестких. С увеличением сопротивления в цепи якоря жесткость характеристик уменьшается.

Как видно из этих характеристик, с уменьшением магнитного потока частота вращения идеального холостого хода электродвигателя п0 возрастает. Так как при частоте вращения, равной нулю, ток якоря электродвигателя, т. е. пусковой ток, не зависит от магнитного потока, то частотные характеристики семейства не будут параллельными друг другу, причем жесткость характеристик уменьшается с уменьшением магнитного потока (увеличение магнитного потока двигателя обычно не производится, так как при этом ток обмотки возбуждения превышает допустимое, т. е. номинальное, его значение). Таким образом, изменение магнитного потока позволяет регулировать частоту вращения электродвигателя только вверх от номинального ее значения, что является недостатком данного способа регулирования. К недостаткам этого способа следует отнести также относительно небольшой диапазон регулирования вследствие наличия ограничений по механической прочности и коммутации электродвигателя.

При динамическом торможении механическая характеристика двигателя, как это видно из (3.27), представляет собой прямую, проходящую через начало координат. Семейство характеристик динамического торможения при различных сопротивлениях R якорной цепи показано в квадранте // на 3.5. Как видно из этого рисунка, жесткость характеристик уменьшается с увеличением сопротивления якорной цепи.

Регулирование угловой скорости изменением сопротивления резисторов в цепи якоря. Введением резисторов последовательно с обмоткой якоря двигателя можно ступенчато регулировать его угловую скорость вниз от основной. Жесткость характеристик при этом уменьшается по мере увеличения сопротивления резистора, т. е. стабильность угловой скорости невысокая, уменьшается по мере увеличения диапазона регулирования и зависит от момента сопротивления (см. 3.75). Диапазон регулирования угловой скорости не превышает (2 -*- 2,5) : 1 и зависит от нагрузки. Регулирование угловой скорости изменением сопротивления последовательно включенного резистора по условиям полного использования двигателя на всех угловых скоростях должно производиться при постоянном нагрузочном моменте, что соответствует работе двигателя с неизменным током якоря, равным номинальному. Как и в предыдущем случае, не учитывается ухудшение условий вентиляции при снижении угловой скорости. Несмотря на большие потери в резисторах, этот способ находит применение в крановых и тяговых установках, поскольку он является одним из простейших для двигателей последовательного возбуждения, применяемых в указанных приводах, а также потому, что работа этих установок происходит с перерывами.

ние шунтирующего резистора /?ш. Вследствие этого угловые скорости при малых значениях нагрузки лежат значительно ниже, чем для обычных реостатных характеристик, и жесткость характеристик увеличивается.

Формула (4.34) подтверждает сказанное — чем больше диапазон регулирования, тем меньше жесткость характеристик.

Введение внешнего сопротивления. Характер изменения скорости при введении внешнего сопротивления в цепь якоря электродвигателя ( 3-8) очевиден из рассмотрения искусственных механических характеристик. Жесткость характеристик при

Так как максимальные значения уравнительного тока и уравнительного момента уменьшаются с уменьшением скольжения, то работа такого привода при скольжении, меньшем 30-^40%, становится неустойчивой. Для того чтобы обеспечить такую минимальную величину скольжения, общий реостат в цепи роторов полностью выводить нельзя. Это является основным недостатком такой схемы, так как потери в реостате резко снижают к. п, д. установки. Кроме того, этим снижается жесткость характеристик, что также нежелательно во многих случаях.

При увеличении нагрузки двигателя последовательного возбуждения возрастают падение напряжения в сопротивлении г, и магнитный поток. Как следует из (9.20), последнее приводит к дополнительному снижению частоты вращения. Поэтому электромеханическая и механическая характеристики двигателя последовательного возбуждения ( 9.25, характеристики С) получаются более «мягкими», чем у двигателя параллельного возбуждения. По мере насыщения магнитной цепи жесткость характеристик возрастает.

Жесткость характеристик в системе преобразователь — двигатель меньше жесткости естественной характеристики, так как в сопротивление Кя якорной цепи входит соизмеримое с сопротивлением якоря двигателя ^?я,д сопротивление преобразователя R^

Жесткость характеристики в целом или ее отдельных участков оценивают отношением приращений момента и скорости, т. е. отношением ДМ/AQ = р.

При увеличении сопротивления в цепи якоря (путем включения последовательно с ним регулировочного реостата) скорость якоря будет уменьшаться. Скоростные характеристики при таком регулировании скорости приведены на 6.4. Жесткость характеристики уменьшается с увеличением сопротивления.

На 3.15 приведены естественная RM и реостатные #1* — ^з* механические характеристики двигателя последовательного возбуждения, построенные в относительных единицах. С увеличением сопротивления скорость двигателя при том же моменте уменьшается и характеристика смещается вниз. Жесткость характеристики уменьшается с ростом дополнительного сопротивления в якорной цепи.

нагрузки и зависит от жесткости механической характеристики; она тем выше, чем больше жесткость характеристики.

Если при регулировании угловой скорости жесткость характеристики изменяется, то и

Если при этом момент сопротивления Мс остается неизменным, то двигатель, работавший ранее с угловой скоростью й)1( будет после введения дополнительного резистора в цепь якоря работать с угловой скоростью ооа. Однако при наличии изменений нагрузочного момента в некоторых пределах (± ДМ) угловая скорость двигателя не остается постоянной, она изменяется относительно средних значений (»! или <оа. Отклонения угловой скорости Аю, вызванные изменениями нагрузки, будут тем больше, чем меньше жесткость характеристики. Это обстоятельство во многих случаях ограничивает диапазон регулирования скорости.

При этом способе регулирования изменяется жесткость характеристики, а с ней и стабильность угловой скорости, угловая скорость регулируется вниз от основной, причем полное использование двигателя по току достигается при регулировании с постоянным номинальным моментом, если двигатель имеет независимую вентиляцию.

г В случае регулирования угловой скорости при вентиляторном законе изменения нагрузки ( 5.2) и снижении угловой скорости до определенного значения работают оба двигателя. Затем один из двигателей отключается и нагрузка преодолевается только другим двигателем. Жесткость характеристики одного двигателя меньше жесткости результирующей характеристики.

Анализируя (6.4), можно установить следующее: 1) при конечном значении коэффициента усиления 0 < &с <; со статизм системы будет возрастать по мере снижения задающего напряжения; 2) минимальный перепад скорости (при kc -> оо) обусловливается внутренним сопротивлением цепи якоря собственно двигателя, т. е. предельная жесткость характеристики, как отмечалось, определяется жесткостью естественной характеристики,, а относительная жесткость падает по мере снижения задающего напряжения. Поэтому такая система автоматического регулирова-

причем жесткость характеристики определяется величиной р = dMIdd), называемой степенью жесткости.

Зависимость частоты вращения двигателя от нагрузки п — /(Р2) по виду является жесткой, так как частота вращения двигателя п = n0(l — s) при изменении нагрузки меняется незначительно. Жесткость характеристики обусловлена небольшими значениями скольжения двигателя при номинальной нагрузке (SHOM = 0,01 ч-0,06), выбираемыми при проектировании двигателя из соображения экономичности, ибо с уменьшением скольжения снижаются потери мощности в роторе АРЭ2.