Способы пуска и реверса ДПТ

Двигатели постоянного тока запускаются с ограничением тока якоря до значений не более 2,5 , для этого в нерегулируемых проводах последовательно с якорем включается пусковой (добавочный) резистор R_доб, который после запуска шунтируется контактором КМ автоматически, в функции тока, ЭДС якоря или времени (рисунок 3.8). Величина сопротивления этого резистора определяется из формулы (3.4). Для принятых условий:

.

Рисунок 3.8. К вопросу о пуске ДПТ с добавочным резистором.

Диаграмма пуска имеет вид рисунка 3.9. Электродвигатель разгоняется по искусственной механической характеристики из точки «а» в точку «б». При скорости ω_пер шунтируется добавочный резистор контактом, от чего двигатель переходит на естественную характеристику в точку «б» и далее разгоняется до точки «г». В этой точке его механическая характеристика пересекается с механической характеристикой рабочей машины (Мс) и процесс разбега заканчивается.

Рисунок 3.9. Пусковая диаграмма ДПТ параллельного возбуждения с одним добавочным резистором.

При значительном моменте Мс одним добавочным резистором не обеспечивается условие . Приходится использовать 3 или 4 добавочных резистора. В этом случае токовая диаграмма имеет 3 или 4 ступени пуска.

В современных приводах в ДПТ, получают питание от преобразователей,

основной способ пуска постепенное повышение напряжения на якоре. Это обеспечивает плавный пуск с ограничением тока якоря.

Реверс ДПТ можно производить, изменяя направление тока в обмотке якоря или в обмотке возбуждения. Обычно изменяют направление тока в обмотке якоря, потому что она имеет меньшую индуктивность и возникает меньшая дуга на контактах при переключении.

Для простых приводов, без преобразователей, типовая схема реверса изображена на рисунке 3.10. В период реверса в якорь включается добавочный резистор R_доб для ограничения тока якоря до значения .

Рисунок 3.10. Типовая схема реверса ДПТ в нерегулируемых проводах: В – контакты контактора «вперед»; Н – контакты контакторов «назад».

В регулируемых приводах с ДПТ, имеющих преобразователи, часть используется вторая группа вентилей, включение которой вызывает изменение направления тока в якоре и реверс электродвигателя. Обычно такое решение применяют при работе электропривода с частыми реверсами. Принципиальная схема реверса ДПТ с двумя группами вентилей UZ1 и UZ2 изображена на рисунке 3.11. При реверсе контролирует ток якоря путем изменения напряжений на его зажимах.

Рисунок 3.11. Принципиальная схема регулируемого электропривода с ДПТ для режимов частых реверсов.

8 Характеристики генератора параллельного возбуждения

Характеристика холостого хода U₀=f (I_в) при I=0 и n=const. В процессе самовозбуждения в генераторах параллельного возбуждения I_a=I_в, причем I_в=(0,02…0,03) I_н. Поэтому можно пренебречь реакцией якоря и падением напряжения в обмотке якоря и считать, что между характеристиками холостого хода генератора параллельного возбуждения и независимого возбуждения практически нет разницы. Следует учесть, что эта характеристика может быть снята только в одном квадранте, так как процесс самовозбуждения в данном генераторе может протекать только в одном направлении при согласном действии остаточного магнитного потока и потока, создаваемого током возбуждения, причем на прямолинейном участке характеристики напряжение генератора не удается регулировать как у генератора независимого возбуждения, что определяет меньший диапазон регулирования его напряжения.

Нагрузочная характеристика U=f (I_в) при I=const и n=const. Нагрузочные характеристики генератора параллельного возбуждения практически совпадают с характеристиками генератора независимого возбуждения, так как увеличение тока I_а на величину тока возбуждения при параллельном возбуждении не может оказать заметного влияния на напряжение генератора.

Внешняя характеристика U=f (I) при r_в=const и n=const (рисунок 1) показывает влияние изменения нагрузки на напряжение генератора. При этом ток возбуждения не регулируется с помощью регулировочного реостата. Следует учесть, что при независимом возбуждении

а при параллельном возбуждении

Последнее равенство означает, что при снятии внешней характеристики ток возбуждения генератора изменяется пропорционально напряже­нию на генераторе. Таким образом, уменьшение напряжения генератора параллельного возбуждения при увеличении его нагрузки вызывается не только размагничивающим действием реакции якоря и падением напряжения в цепи якоря, но и уменьшением тока возбуждения. Поэтому внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения (рисунок 1) (кривая 1) располагается ниже внешней характеристики генератора независимого возбуждения (кривая 2).

В генераторе параллельного возведения ток нагрузки I будет увеличиваться только до определенного критического значения I_кр=(2...2,5) I_н, после чего он начнет уменьшаться до I_ко< I_н. Действительно, т.е. ток зависит от двух факторов — напряжения генератора U и сопротивления нагрузки r_н. Уменьшение сопротивления r_н ведет к увеличению тока I, а это приводит к уменьшению напряжения U по вышеуказанным причинам. Вначале, пока генератор насыщен, магнитный поток Ф при уменьшении тока возбуждения спадает не очень значительно. По этой причине и напряжение падает сначала медленно.

Сопротивление r_нв этот период снижается быстрее, чем напряжение U, и ток I растет. По мере увеличения тока I сверх номинального, напряжение U начинает уменьшаться быстрее, т.к. генератор переходит в ненасыщенное состояние (на прямолинейных участках характеристики холостого хода) и поток Ф начинает спадать пропорционально уменьшению тока возбуждения. Наступает момент, когда уменьшение напряжения опережает уменьшение r_н и ток I, достигнув критического значения I_кр, начинает уменьшаться (рисунок 1), пунктирная часть кривой I). Начиная с точки a, дальнейшее уменьшение r_н не вызывает увеличения тока I, а наоборот, происходит его уменьшение, т.к. напряжение U падает быстрее, чем сопротивление r_н. При коротком замыкании U=0, I_в=0 и ток I_ко определяется только потоком остаточ­ного намагничивания. Таким образом, короткое замыкание, вызванное постепенным уменьшением сопротивления нагрузки, не опасно для генераторов параллельного возбуждения. Однако, при внезапном ко­ротком замыкании ток успевает достигнуть значений I_кз=(8…15) I_н. Это обусловлено значительной индуктивностью обмотки возбуждения (большая постоянная времени обмотки), что приводит к постепенному уменьшению тока возбуждения I_в и процесс уменьшения магнитного потока происходит значительно медленнее, чем процесс нарастания тока в цепи якоря. Поэтому для защиты генераторов параллельного возбуждения от токов короткого замыкания необходимы быстродействующие автоматические выключатели, как и для генераторов независимого возбуждения.

Регулировочная характеристика I_в=f (I) при n=const и U=const снимается так же как и для генератора независимого возбуждения и практически получается такой же, как и при независимом возбуждении, т.к. ток возбуждения очень мал и падение напряжения I_вr_aв цепи якоря от тока возбуждения также очень мало и не оказывает заметного влияния на напряжение генератора.

Характеристика короткого замыкания I_к=f (I_в) при n=const и U=0 может быть снята только при питании обмотки возбуждения от постороннего источника, т.к. при самовозбуждении при U=0 ток возбуждения I_в=0

8 уравнения генератора постоянного тока

Любая электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать в режиме генератора или двигателя. Если к зажимам приведенного во вращение якоря генератора присоединить сопротивление нагрузки, то под действием ЭДС якорной обмотки в цепи возникает ток

где U - напряжение на зажимах генератора;
Rя - сопротивление обмотки якоря.

(2)

Уравнение (2) называется основным уравнением генератора. С появлением тока в проводниках обмотки возникнут электромагнитные силы.
На рис. 5 схематично изображен генератор постоянного тока, показаны направления токов в проводниках якорной обмотки.

Воспользовавшись правилом левой руки, видим, что электромагнитные силы создают электромагнитный момент Мэм, препятствующий вращению якоря генератора.
Чтобы машина работала в качестве генератора, необходимо первичным двигателем вращать ее якорь, преодолевая тормозной электромагнитный момент, возникающий по правилу Ленца.

Дата добавления: 2017-01-14