Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока реостатом в цепи якоря. Схема включения, скоростные характеристики

Угловая частота вращения Д постоянного тока определяется из выражения:

Из формулы следуют три способа регулирования частоты вращения Д:

- изменение напряжения U, - изменение МП Ф, - изменение Rр (регулировочное сопротивление).

Схемы включения реостата для двигателей последовательного и параллельного возбуждения:

 

Для двигателя параллельного возбуждения.

 

Для двигателя последовательного возбуждения.

 

 

Скоростные и механические характеристики Д, снятые при номинальных U, МП, в отсутствии добавочных сопротивлений в цепи якоря – естественные характеристики (ЕХ).

При введении добавочного сопротивления в цепь якоря, получают семейство искусственных реостатных скоростных характеристик (ИСХ).

Если нагрузка на валу Д постоянна Mc = const, то на ЕХ частота вращения Д соответствует точке 1, а при введении реостата в цепь якоря скорость снижается (точка 2 или точка 3).

При этом способе регулирования не изменяется частота вращения ХХ (некоторое ωо). С увеличением сопротивления Rр увеличивается наклон скоростных и механических характеристик, а соответственно снижается устойчивость работы Д.

Данный вид регулирования является весьма неэкономичным, т.к. потери мощности в регулировочном реостате возрастают пропорционально снижению частоты вращения Д.

Скоростные характеристики Д параллельного возбуждения:

Скоростные характеристики Д последовательного возбуждения:

2) Векторные диаграммы магнитных потоков и ЭДС явнополюсного СГ. Параметры генератора, напряжение на зажимах

В явнополюсной машине магнитная система несимметрична т.к. величина воздушного зазора не одинакова по про дольной и поперечно осям. Поскольку магнитные сопротивления по различным осям не одинаковы, то одна и та же МДС создаст различные по величине и по форме магнитные потоки. В идеальном случае (при равномерном воздушном зазоре) МДС создала бы одинаковые МП и индукции.

Baq – индукция вдоль поперечной оси, Bad - индукция вдоль продольной оси.

Baq1, Bad1 – основные гармоники по поперечной и продольной осям.

 

- коэффициент формы поля продольной реакции якоря.

 

 

- коэффициент формы поля поперечной реакции якоря.

 

 

- идеальные величины (при равномерном воздушном зазоре).

 

Из-за магнитной несимметрии магнитные процессы по продольной и поперечной осям рассматриваются отдельно друг от друга. Тогда, разложив ток статора I1на составляющие по продольной и поперечной осям, можно написать:

МДС по продольной и поперечной осям:

ЭДС реакции якоря по продольной и поперечной осям:

При этом ток якоря (статора) I1 создает МП рассеяния Фσа, сцепленный только с магнитной обмоткой якоря. Этот поток << Фв, Фаd и Фаq. Он совпадает по фазе с током I1 и создает ЭДС рассеяния. Поток рассеяния Фσа состоит из потока рассеяния вокруг паза, вокруг лобовой части и дифференциального МП.

Каждая ЭДС отстает от своего потока на 90⁰.

 

 

Xad, Xaq – индуктивные сопротивления по продольной и поперечной реакции якоря,

Хσа – сопротивление рассеяния якоря.

Эти сопротивления искусственные и называются параметрами СМ. К параметрам также относится r1 – активное сопротивление якоря (статора).

 

E1 – ЭДС ХХ (наводится в обмотке статора).

Фв – постоянный МП, созданный постоянным током ОВ, вращается вместе с ротором (можем изобразить в виде вектора). Этот МП и наводит в ОЯ ЭДС ХХ E1.

Фδ – результирующий МП в воздушном зазоре (определяет степень насыщения магнитной цепи машины и положение рабочей точки на кривой намагничивания).

Еδ – ЭДС от результирующего потока в воздушном зазоре Фδ.

U1 – напряжение на зажимах генератора.

Величины Xad и Xaq зависят от геометрических размеров машины и обмоточных данных:

 

m – число фаз, δ – воздушный зазор, μо – магнитная проницаемость воздушного зазора, Кδ – коэффициент воздушного зазора, Кμd – коэффициент насыщения магнитной цепи по продольной оси, τ – полюсное деление (часть длины окружности, приходящейся на 1 полюс).

Синхронные индуктивные сопротивления по продольной и поперечной осям:

 

Обычно параметры СМ выражают в относительных единицах:

 

 

Таким образом, напряжение на зажимах двигателя определяется из выражения:

 

Билет №10(22)