Электроника и электротехника. Шпаргалка

При увеличении частоты вращения якоря ЭДС возрастает, что приводит к уменьшению тока и момента.

Это позволяет постепенно уменьшать сопротивление пускового реостата r в процессе пуска двигателя.

Полное сопротивление пускового реостата r разбивают на несколько ступеней (рис. 43а), число которых определяет число искусственных электромеханических и механических характеристик, на которых двигатель работает при пуске.

Уравнение искусственных электромеханических и механических характеристик (рис. 43):

Характер изменения магнитного потока при изменении нагрузки не зависит от сопротивления цепи якоря, вследствие чего искусственные характеристики двигателей имеют те же особенности, что и естественные. Исключением является лишь то, что большим добавочным сопротивления реостата в цепи якоря соответствуют при том же токе I я или моменте М меньшие частоты вращения и, следовательно, более «мягкие» характеристики. Все искусственные характеристики двигателя параллельного возбуждения (рис. 43б), а также смешанного возбуждения (рис. 43в) проходят через одни и те же точки холостого хода. У двигателей последовательного возбуждения независимо от значения добавочного сопротивления цепи якоря при M = M c → 0, I я → 0, Ф → 0, n → 0 (рис. 43г).

От выбора значений моментов М 1 и М 2 зависят время пуска, число пусковых ступеней реостата и плавность пуска. Наименьшее значение момента М 2 должно быть больше М с. С точки зрения нормальной работы двигателей наибольшее значение момента М 1 определяется условиями коммутации; очевидно, двигатель последовательного возбуждения может иметь большое значение момента М 1.

Рис. 43. Схема пускового реостата (а) и пусковые механические характеристики двигателей (б, в, г)

43. ТОРМОЗНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ

Как известно, для сокращения времени торможения при остановке производственных машин и механизмов часто применяются механические тормоза. Сокращение времени торможения, особенно в случае непродолжительного цикла работы, приводит к существенному повышению производительности машин и механизмов. Недостатками механических тормозов являются быстрый износ трущихся поверхностей, сложность и необходимость периодического регулирования тормозящего усилия, необходимость дополнительного места для размещения тормоза и его соединения с механизмом.

Рис. 44. Три тормозных режима работы электродигателя

Все перечисленные недостатки устраняются, если для указанных целей вместо механического тормоза использовать свойства электродвигателей работать в тормозных режимах, т. е. работать по сути дела, в качестве генератора, и развивать не вращающий, а тормозной момент.

Во многих подъемно(транспортных машинах (кранах, лифтах, эскалаторах и т. д.), где возможно движение под действием сил тяжести, с помощью тормозного момента электродвигателя обеспечивается постоянная, установившаяся скорость опускания грузов.

Электродвигатели постоянного тока могут работать в трех тормозных режимах:

1) в режиме противовключения;

2) в генераторном режиме с отдачей энергии в сеть;

3) в режиме динамического торможения.

В любом из тормозных режимов электродвигатель работает как генератор, преобразует, например, кинетическую энергию движущихся частей либо потенциальную энергию опускающегося груза в электрическую энергию.

Режим противовключения представляет собой режим, в котором якорь двигателя под действием внешнего момента либо запаса кинетической энергии вращается в направлении, противоположном тому, в котором он должен был бы вращаться при данной схеме его включения (рис. 44а) в двигательном режиме (или вхолостую) .

Генераторным режимом с отдачей энергии в сеть называется режим, в котором двигатель под действием внешнего момента либо запаса кинетической энергии вращается с частотой, большей частоты вращения холостого хода ( n > n 0), в том же направлении, в котором он должен был бы вращаться при данной схеме его включения (рис. 44б) в двигательном режиме (или вхолостую).

Режим динамического торможения  возникает при отключении якоря двигателя от сети и замыкании его на резистор, называемый резистором динамического торможения (рис. 44в).

44. ПОТЕРИ МОЩНОСТИ И КПД МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА

Преобразование электрической энергии в механическую с помощью двигателей и механической в электрическую с помощью генераторов сопровождается потерями энергии, чему соответствуют определенные потери мощности. От значений потерь мощности зависит важнейший энергетический показатель машин постоянного тока – их КПД. Потери мощности в машинах приводят к их нагреванию.

Рис. 45. Зависимость КПД машин постоянного тока от полезной мощности

В машинах постоянного тока различают следующие основные виды потерь мощности.

1. Потери мощности в сопротивлениях цепи якоря: Δ P я = I я2 r я. Как видно, потери мощности Δ P я зависят от нагрузки машины. Поэтому их называют переменными потерями мощности.