Энергетический
режим работы электрической машины
определяется направлением двух пар
переменных: электрических (I,
E)
и механических (M,
ω).
При одинаковых
направлениях ω
и M
и разных направлениях тока и ЭДС
электрическая машина работает в
двигательном режиме. Если направление
ω
и M
не совпадают, а I
и E
совпадают, то имеет место генераторный
режим работы.
Граничными между
двигательным и генераторными режимами
являются режимы холостого хода и
короткого замыкания, в которых одна из
электрических и механических переменных
равна нулю.
Генераторные
режимы работы важны в электроприводе
с точки зрения осуществления его
торможения, так как в генераторном
режиме от исполнительного органа
потребляется механическая энергия, что
приводит к уменьшению скорости движения
электропривода.
Рисунок 2.3 –
Энергетические режимы работы ДПТ НВ на
статических характеристиках
Рисунок 2.4 –
Энергетические режимы работы ДПТ НВ
1)Режим идеального
холостого хода(рисунок 2.4,а):
На характеристике
(рисунок 2.3) ему соответствует точка А
I=
0,
M=
0,
В режиме идеального
холостого хода двигатель не получает
энергию ни из электрической сети, ни от
исполнительного органа.
2)Двигательный
режим(рисунок 2.4,б):
На характеристике
(рисунок 2.3) ему соответствует участок
1.
,
,
Электроэнергия
потребляется двигателем из сети,
преобразовывается в механическую
энергию и отдаётся в рабочую машину.
3) Рекуперативное
торможение (генераторный режим работы
при параллельном соединении с сетью)
(рисунок 2.4,в):
На характеристике
(рисунок 2.3) – участок 2. В этом режиме
двигатель потребляет механическую
энергию от исполнительного органа и в
виде ЭЭ отдает ее(рекуперирует) в сеть.
4) Режим короткого
замыкания(рисунок 2.4,г):
На характеристике
(рисунок 2.3) – точка B.
Возникает в двигателе в момент пуска
или при принудительной остановке якоря.
ω=
0, E=
kФω
= 0,
В этом режиме
потребляемая из сети электроэнергия
рассеивается виде тепла на сопротивлениях
якорной цепи.
5)Торможение
противовключением (генераторный режим
работы последовательно с сетью) (рисунок
2.4,д):
На характеристике
(рисунок 2.3) – участок 3. Этот режим
осуществляется изменением полярности
напряжения якоря при сохранении того
же направления тока в обмотке возбуждения.
Электроэнергия потребляется из сети,
а также вырабатывается самим двигателем
за счет поступающей с вала МЭ и рассеивается
в виде тепла на сопротивлениях якорной
цепи.
6)Режим динамического
торможения (режим автономного генератора)
(рисунок 2.4,е):
На характеристике
(рисунок 2.3) – участок 4. Для осуществления
этого режима обмотку якоря закорачивают
на добавочное сопротивление, а обмотка
возбуждения остается подключена к
источнику питания. Ток в якоре протекает
под действием противоЭДС и взаимодействует
с магнитным потоком двигателя, за счет
чего достигается эффект торможения.
Таким образом,
торможение ЭП можно осуществить в трёх
генераторных (тормозных) режимах работы.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Двигатель постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) В этом двигателе (рисунок 1) обмотка возбуждения подключена к отдельному источнику питания. В цепь обмотки возбуждения включен регулировочный реостат rрег, а в цепь якоря — добавочный (пусковой) реостат Rп. Характерная особенность ДПТ НВ — его ток возбуждения Iв не зависит от тока якоря Iя так как питание обмотки возбуждения независимое.
Схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ)
Механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ)
Уравнение механической характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения имеет вид
где: n0 — частота вращения вала двигателя при холостом ходе. Δn — изменение частоты вращения двигателя под действием механической нагрузки.
Из этого уравнения следует, что механические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) прямолинейны и пересекают ось ординат в точке холостого хода n0 (рис 13.13 а), при этом изменение частоты вращения двигателя Δn, обусловленное изменением его механической нагрузки, пропорционально сопротивлению цепи якоря Rа =∑R + Rдоб. Поэтому при наименьшем сопротивлении цепи якоря Rа = ∑R, когда Rдоб = 0, соответствует наименьший перепад частоты вращения Δn. При этом механическая характеристика становится жесткой (график 1).
Механические характеристики двигателя, полученные при номинальных значениях напряжения на обмотках якоря и возбуждения и при отсутствии добавочных сопротивлений в цепи якоря, называют естественными рисунок 13.13, а (график 1 Rдоб = 0).
Если же хотя бы один из перечисленных параметров двигателя изменен (напряжение на обмотках якоря или возбуждения отличаются от номинальных значений, или же изменено сопротивление в цепи якоря введением Rдоб), то механические характеристики называют искусственными.
Искусственные механические характеристики, полученные введением в цепь якоря добавочного сопротивления Rдоб, называют также реостатными (графики 2 и 3).
При оценке регулировочных свойств двигателей постоянного тока наибольшее значение имеют механические характеристики n = f(M). При неизменном моменте нагрузки на валу двигателя с увеличением сопротивления резистора Rдоб частота вращения уменьшается. Сопротивления резистора Rдоб для получения искусственной механической характеристики, соответствующей требуемой частоте вращения n при заданной нагрузке (обычно номинальной) для двигателей независимого возбуждения:
где U — напряжение питания цепи якоря двигателя, В; Iя — ток якоря, соответствующий заданной нагрузке двигателя, А; n — требуемая частота вращения, об/мин; n0 — частота вращения холостого хода, об/мин.
Частота вращения холостого хода n0 представляет собой пограничную частоту вращения, при превышении которой двигатель переходит в генераторный режим. Эта частота вращения превышает номинальную nном на столько, на сколько номинальное напряжение Uном подводимое к цепи якоря, превышает ЭДС якоря Ея ном при номинальной нагрузки двигателя.
откуда:
На форму механических характеристик двигателя влияет величина основного магнитного потока возбуждения Ф. При уменьшении Ф (при возрастании сопротивления резистора rpeг) увеличивается частота вращения холостого хода двигателя n0 и перепад частоты вращения Δn. Это приводит к значительному изменению жесткости механической характеристики двигателя (рис. 13.13, б). Если же изменять напряжение на обмотке якоря U (при неизменных Rдоб и Rрег), то меняется n0, a Δn остается неизменным [см. (13.10)]. В итоге механические характеристики смещаются вдоль оси ординат, оставаясь параллельными друг другу (рис. 13.13, в). Это создает наиболее благоприятные условия при регулировании частоты вращения двигателей путем изменения напряжения U, подводимого к цепи якоря. Такой метод регулирования частоты вращения получил наибольшее распространение еще и благодаря разработке и широкому применению регулируемых тиристорных преобразователей напряжения.
Используемая литература: — Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам
Как известно, машина постоянного тока обратима, то есть может работать в двигательном режиме, преобразуя электрическую энергию в механическую, и в генераторном режиме, преобразуя механическую энергию, запасенную в производственном механизме, в электрическую энергию. При этом переход из одного режима в другой происходит автоматически без изменения схемы управления. Энергетический режим работы двигателя определяется взаимным направлением двух переменных: ЭДС якоря Eа и тока якоря Iа — эти переменные называются электрическими переменными, и механических переменных: момента M и скорости ω.
При одинаковых направлениях скорости и момента и разных направлениях ЭДС и тока имеет место двигательный режим работы. При противоположных направлениях скорости и момента имеет место генераторный режим работы, который является тормозным для электродвигателя. Он обеспечивает интенсивное принудительное снижение скорости двигателя.
Как известно, машина постоянного тока обратима, то есть может работать в двигательном режиме, преобразуя электрическую энергию в механическую, и в генераторном режиме, преобразуя механическую энергию, запасенную в производственном механизме, в электрическую энергию. При этом переход из одного режима в другой происходит автоматически без изменения схемы управления. Энергетический режим работы двигателя определяется взаимным направлением двух переменных: ЭДС якоря Eа и тока якоря Iа — эти переменные называются электрическими переменными, и механических переменных: момента M и скорости ω.
При одинаковых направлениях скорости и момента и разных направлениях ЭДС и тока имеет место двигательный режим работы. При противоположных направлениях скорости и момента имеет место генераторный режим работы, который является тормозным для электродвигателя. Он обеспечивает интенсивное принудительное снижение скорости двигателя.
Электромеханическая и механическая характеристики двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
Режимы работы двигателя постоянного тока с независимым возбуждением на различных участках его характеристик.
Рассмотрим режимы работы двигателя с независимым возбуждением при положительном напряжении на обмотке якоря, то есть при работе на характеристике 1.
Рисунок а: точка A холостого хода. Скорость вращения двигателя равна ω0, M=0, Iа=0.
Eа = CMФδω0
Электродвигатель не потребляет из сети электрическую энергию, так как ток якоря равен нулю.
Рисунок б: отрезок I между точками A и B. Это двигательный режим работы. Скорость и момент совпадают по направлению, а напряжение, потребляемое из сети, больше ЭДС Eа.
Iа = (U – Eа) / Rа
Ток Iа совпадает по направлению с напряжением, но не совпадает с направлением ЭДС. В этом режиме электродвигатель преобразует поступающую из сети электрическую энергию в механическую.
Рисунок в: это участок II характеристики. На этом участке ω > ω0, поэтому ЭДС Eа > U. Это генераторный режим работы, в котором ток и момент меняют направление. В этом режиме ток и ЭДС направлены согласно, а момент и скорость – в противоположные стороны. Этот режим называется «генераторный режим параллельно с сетью», и в этом режиме двигатель отдает в сеть запасенную в производственном механизме механическую энергию, преобразованную в электрическую.
Все части: 1 | 2
Работа в Белгороде для полиграфистов, печатников и трактористов.