Регулирование скорости двигателей постоянного тока

Уравнение скоростной характеристики (электромеханической):

или

1. Введение резистора в цепь якоря

При увеличении сопротивления якорной цепи R: скорость идеального холостого хода ω₀ не изменяется, а перепад скорости Δω увеличивается, следовательно, общая скорость ω уменьшается (см. рисунок 3.24).

Регулирование скорости ω оценивается:

1) диапазоном регулирования D=ω_max/ ω_min;

2) стабильностью скорости;

3) плавностью регулирования;

4) направлением регулирования;

5) допустимой нагрузкой;

6) экономичностью регулирования.

Оценка:

1) диапазон регулирования небольшой (2…3);

2) с увеличением добавочного сопротивления стабильность уменьшается.

3) Плавность регулирования скорости зависит от плавности введения и выведения добавочного сопротивления.

4) Регулирование – вниз от основной.

5) Допустимый момент не изменяется.

6) капитальные затраты небольшие, но потери мощности и электроэнергии существенны.

2. Ослабление магнитного потока.

Увеличивать нельзя, т.к. увеличение тока намагничивания ведет к увеличению нагрева, при этом величина магнитного потока изменяется незначительно.

а) Введение добавочного сопротивления в цепь обмотки возбуждения (рисунок 3.25).

б) Включение через тиристорный преобразователь (рисунок 3.26).

УВ – управляемый выпрямитель

Уменьшение магнитного потока Ф приводит к увеличению скорости идеального холостого хода ω₀. При этом ток короткого замыкания остается постоянным I_кз=U/R – const, а момент короткого замыкания уменьшается M_кз=kФI_кз (см. рисунок 3.27).

Оценка:

1) диапазон регулирования 3…4

2) хорошая стабильность;

3) регулирование вверх от основной характеристики;

4) Плавность регулирования скорости зависит от плавности изменения магнитного потока;

5) Допустимый момент уменьшается М≠const, при этом I=const;

6) Потери мощности невелики.

3. Изменение напряжения на якоре. (рисунок 3.28)

Уменьшение напряжения U приводит к снижению скорости идеального холостого хода ω_0. При этом перепад скорости не изменяется Δω=const. В целом скорость двигателя ω уменьшается (рисунок 3.29).

Оценка:

1) высокая плавность;

2) регулирование вниз от основной характеристики;

3) М_доп=М_н;

4) основной способ регулирования ЭП;

5) высокая стабильность.

4. Импульсный метод

4.1 Импульсное регулирование сопротивления добавочного резистора в цепи якоря путем периодической коммутации ключа К1 по определенному закону (рисунок 3.30);

Ключ 1 замыкают, γ=1, → естественная характеристика 1(рисунок 3.31);

Ключ 1 размыкают, γ=0, → искусственная характеристика 3;

0<γ<1, где → характеристики располагаются между 1 и 3 (характеристики 2)

4.2 Импульсное регулирование магнитного потока двигателя (рисунок 3.30).

При γ=1 ключ замкнут, по ОВ течет I_н, естественная характеристика (рисунок 3.31);

При γ=0 ключ разомкнут, ток возбуждения и магнитный поток уменьшаются, искусственная характеристика;

При 0<γ<1 → промежуточные характеристики.

4.3 Импульсное регулирование напряжения на якоре (рисунок 3.34) – якорь периодически подключается к источнику напряжения U; ключ замкнут – течет ток якоря I_я под действием напряжения U, разомкнут – течет ток I_с под действием ЭДС самоиндукции (рисунок 3.35).

- для прямолинейных участков.

4 Электропривод с двигателем переменного тока