- перевірка на вірність розрахунків;
Отриманих чотирьох точок на кожному ступені (етапі пуску) досить для побудови кривих швидкості, моменту (струму) при пуску двигуна.
Опору секцій пускового реостата визначаються за такими виразами:
5.4. автоматичний пуск
і динамічне гальмування ЕД
Схема пуску і динамічного гальмування ЕД приведена на малюнку 5.5.
Мал. 5.5. Схема пуску і динамічного гальмування ДПТ НВ
Пуск ЕД здійснюється в функції ЕРС. Для цього необхідно натиснути на кнопку SB1. Після спрацьовування контактора КМ миттєво в прямому напрямку спрацьовує реле часу КТ.
Для зупинки ЕД необхідно натиснути на кнопку SB2. В результаті чого відключається контактор КМ і включається контактор КМ2. Якір ЕД замикається на гальмівний опір Rд2. і відбувається динамічний режим гальмування. Реле часу, відрахувавши витримку часу при нульовій швидкості, розмикає свій контакт. Котушка контактора КМ2 втрачає харчування, і схема приходить у вихідне положення для повторного включення ЕД.
Аналізуючи наведені схеми автоматичного пуску і гальмування ДПТ НВ під час роботи від мережі, можна зробити наступні висновки. Пуск, гальмування (як і реверс) ДПТ здійснюються за допомогою релейно-контакторних схем управління. При їх автоматизації використовуються принципи часу, швидкості та струму.
Реалізація зазначених принципів здійснюється за допомогою відповідних датчиків, від яких в схему управління надходить інформація про поточні значення швидкості, струму або часу.
Деякі схеми управління будуються за принципом шляху, коли за допомогою кінцевих або колійних вимикачів здійснюється контроль за кутом повороту вала ДПТ.
Статичні механічні характеристики при пуску і криві перехідного процесу при динамічному гальмуванні ЕД наведені на малюнку 5.6 [1].
Мал. 5.6. Статичні механічні характеристики при пуску
і криві перехідного процесу при динамічному гальмуванні ЕД
5.5. Електромеханічні перехідні процеси
при обліку індуктивності ланцюга якоря Lя
Індуктивність ланцюга якоря Lя (в генрі) ДПТ має суттєвий вплив на характер перехідних процесів (на залежності і в електроприводі. В першу чергу її вплив проявляється в незначному обмеження піків струму в якорі і значному збільшенні часу перехідних процесів.
При певних співвідношеннях механічної та електромагнітної постійних часу, а саме при перехідні процеси в електроприводі мають коливальний характер. Для прикладу на малюнку 5.7 показані криві зміни моменту і швидкості ДПТ НВ під час пуску під навантаженням, що відображають це положення [1].
Через коливального характеру процесу збільшується час пуску і перерегулирование швидкості. Відзначимо також, що наявність індуктивності призвело до деякого запізнювання при пуску, яке визначається часом наростання моменту ДПТ до моменту навантаження Мс.
Мал. 5.7. Зміна моменту (а) і швидкості (б)
при пуску ДПТ НВ при істотній індуктивності ланцюга якоря
Індуктивність якоря порушує в перехідних процесах однозначну зв'язок між швидкістю і моментом ДПТ, яка визначається його статичної механічної характеристикою. Ця обставина може призвести до перехідних процесах (наприклад, скидання або накидання навантаження) до істотно великим динамічним перепадів швидкості в порівнянні зі статичними, які відповідають статичної механічної характеристиці.
При харчуванні ДПТ від мережі індуктивність в ланцюзі якоря в перехідних процесах проявляється, як правило, не дуже сильно. Визначається це тим обставиною, що для обмеження перехідних струмів в ланцюг якоря вводяться додаткові резистори, які значно зменшують постійну часу Тя і збільшують електромеханічну постійну часу Тм. В цьому випадку в електроприводі буде протікати механічний перехідний процес (він був розглянутий раніше). У той же час при харчуванні ДПТ від вентильного перетворювача, коли в ланцюг якоря включаються згладжують і зрівняльні реактори, індуктивність якірного ланцюга може робити істотний вплив на перехідні процеси.
6.1. Регулювання кутової швидкості шляхом введення
додаткових резисторів (опорів) в ланцюг якоря
Електромеханічні і механічні характеристики виходять такі ж, як показані на пусковий діаграмі (рис. 5.4 а).
Швидкість регулюється тільки вниз. Спосіб регулювання швидкості ступінчастий, так як регулювальний реостат розбитий на секції. Діапазон регулювання Д при тривалому регулюванні невеликий: Д ≈ 1,5. При великому діапазоні регулювання зменшується жорсткість механічних характеристик, через це важко підтримувати знижену швидкість при коливаннях Мс на валу ЕД. Крім цього збільшується витрата електроенергії через втрат його потужності в якірного ланцюга.
Допустимої навантаженням на валу ЕД є Мс = МСН. При цьому струм в якорі не перевищує номінального значення для тих ДПТ, умови охолодження яких не змінюються в міру зниження їх швидкості.
Вартість регулювального реостата невелика, але можуть бути великі втрати потужності в якірного ланцюга при великому діапазоні регулювання [1]
У формулі (6.1): - відносний перепад швидкості.
Так, при = 0,5, що відповідає діапазону регулювання Д = 2, половина споживаної потужності ЕД втрачається в якірного ланцюга. При короткочасному і повторно-короткочасному регулюванні діапазон регулювання швидкості можна збільшити до Д 5.
Опір регулювального реостата в ланцюзі якоря визначається за формулою
Значення і знаходяться по заданих природною і штучною характеристикам ДПТ, як показано на малюнку 6.1.
Мал. 6.1. До розрахунку опору
регулювального резистора
Незважаючи на низькі техніко-економічні показники, реостатне регулювання швидкості через простоту своєї реалізації використовується досить широко, наприклад в електроприводах підйомних кранів, деяких металорізальних верстатів.
6.2. Регулювання кутової швидкості
зменшенням магнітного потоку
Зі зменшенням струму збудження зменшується і магнітний потік, а швидкість якоря збільшується.
Можливі схеми включення обмотки збудження ДПТ НВ наведені на малюнку 6.2.
Мал. 6.2. Схеми включення обмотки збудження ДПТ НВ
Схема рис. 6.2 а передбачає включення в ланцюг збудження додаткового резистора Rдв, за рахунок чого струм збудження Iв і тим самим магнітний потік Ф можуть бути зменшені. У схемі рис. 6.2 б для зміни струму збудження використовується керуючий випрямляч УВ, вихідна напруга якого регулюється по сигналу управління Uу. Ця схема економічніша і застосовується для регулювання струму збудження потужних ДПТ.
Відповідно до виразом (4.7) зменшення магнітного потоку призводить до збільшення швидкості ідеального холостого ходу # 969; 0:
При пуску ЕД пусковий струм якоря Iпя (струм короткого замикання): при швидкості # 969; = 0 від магнітного потоку не залежить і буде залишатися незмінним. Пусковий момент (момент короткого замикання) при зменшенні магнітного потоку змінюється. Так як
Iпя = const, то при зменшенні магнітного потоку пропорційно йому зменшується і пусковий момент Мп (момент короткого замикання).
Пускові електромеханічні характеристики при зменшенні магнітного потоку наведені на малюнку 6.3 а, а пускові механічні характеристики - на малюнку 6.3 б.
Для ДПТ НВ традиційного виконання діапазон регулювання швидкості при даному способі дорівнює 3-4. Для спеціальних ЕД з підвищеною механічною міцністю якоря і поліпшеним колекторно-щітковим пристроєм діапазон регулювання швидкості дорівнює 8-9.
Мал. 6.3. Пускові характеристики ЕД
при зменшенні магнітного потоку
Напрямок регулювання швидкості - вгору від природної характеристики. Плавність регулювання швидкості визначається плавністю регулювання струму збудження. Стабільність швидкості досить висока, хоча вона і знижується при зменшенні магнітного потоку. Спосіб регулювання швидкості економічний, так як малі втрати потужності в ланцюзі збудження.
Допустиме навантаження ДПТ при його роботі на штучних характеристиках визначається за виразом:
де - магнітний потік на штучній характеристиці.
Так як при даному способі регулювання фі <фн. то и Мдоп <Мном, т.е. ДПТ по условиям нагрева не может быть нагружен на искусственных характеристиках номинальным моментом. Этим способом осуществляется регулирование при постоянной мощности на валу электродвигателя [2]:
Таким чином, при роботі ДПТ на штучних характеристиках він може бути навантажений на свою номінальну потужність. Пояснення цього полягає в тому, що хоча момент навантаження (Мс) при зменшенні магнітного потоку повинен бути знижений, одночасно підвищується швидкість ДПТ, а їх добуток, що визначає механічну потужність, залишається незмінним і чисельно рівним номінальної потужності ДПТ.
Даний спосіб знайшов широке застосування в електроприводі металорізальних верстатів, прокатних станів, намотують пристроїв. Він також часто використовується в комбінації з іншими способами регулювання швидкості.
6.3. Регулювання кутової швидкості ДПТ НВ
шляхом зміни напруги на якорі в системі Г-Д
Електрична схема системи Г-Д наведена на малюнку 6.4.
Рівняння рівноваги ЕРС системи
Якщо вирішити рівняння (6.6) щодо швидкості. то отримаємо рівняння:
і механічною характеристик [1,2]: