Регулиране на скоростта на постояннотокови двигатели

От уравнението на електромеханичното свойство на двигателя на непроменен ток на независимо възбуждане, следва, че са възможни три метода за регулиране на ъгловата му скорост:

1) регулиране, дължащо се на конфигурацията на стойността на съпротивлението на реостата в арматурната верига,

2) регулиране, дължащо се на конфигурацията на възбуждащия поток на мотора F,

3) регулиране, дължащо се на конфигурацията на напрежението U, приложено към намотката на двигателя. Токът в котелната азотна верига la и въртящият момент M, развит от двигателя, зависят само от големината на натоварването върху неговия вал.

Нека разгледаме първия метод за управление на скоростта на непроменен текущ мотор от конфигурацията на съпротивлението в арматурната верига. Веригата за включване на двигателя за този вариант е показана на фиг. 1 и електромеханични и механични свойства - на фиг. 2, а.

Фиг. 1. Схема на включване на мотора на постоянен ток на независимо възбуждане

Фиг. 2. Механичните свойства на непроменен текущ двигател за различна арматурна верига (а) и напрежение (b)

Чрез промяна на съпротивлението на реостата в арматурната верига е възможно при различни натоварвания да се получат различните ъглови скорости на двигателя върху изкуствените свойства - ω1, ω2, ω3.

Ще анализираме този метод за регулиране на ъгловата скорост на непроменените текущи двигатели, използвайки основните технически и икономически характеристики. Тъй като с този метод на регулиране твърдостта на характеристиките варира в широки граници, тогава при скорости на най-малката половина от номиналната стабилност на моторните характеристики се рязко влошава. По тази причина спектърът за контрол на скоростта е ограничен (D = 2 - 3).

Скоростта с този метод може да се регулира надолу от основната, както се вижда от електромеханичните и механичните свойства. По-голямата гладкост на регулирането е трудна за осигуряване, тъй като би изисквала значителен брой контролни стъпки и съответно голям брой контактори. Пълното въвеждане на двигателя в тока (отопление) в този случай се постига с регулиране с непостоянен момент на зареждане.

Недостатък на разглеждания метод е наличието на значителни загуби на мощност по време на регулирането, които са пропорционални на относителната промяна в ъгловата скорост. Предимството на метода за ъглово управление на скоростта, разглеждано тук, е простотата и надеждността на управляващата верига.

Като се вземат предвид огромните загуби на реостата при ниски скорости, този метод за регулиране на скоростта се използва за задвижвания с краткосрочни и краткосрочни режими на работа.

Във втория метод ъгловата скорост на непроменените токови двигатели на независимо възбуждане се регулира от конфигурацията на магнитуда на магнитния поток, дължащ се на въвеждането на допълнителен реостат в схемата на възбуждане на намотката. Когато потокът е отслабен, ъгловата скорост на двигателя се увеличава както при натоварване, така и при работа на празен ход и намалява с нарастващия поток. Всъщност може да има промяна в скоростта изключително в посока на растеж поради насищането на двигателя.

Когато скоростта се увеличава от отслабването на потока, допустимият въртящ момент на мотора на непроменения ток се променя в зависимост от закона за хипербола и мощността остава непроменена. Схемата за контрол на скоростта за този метод е D = 2 - 4.

Механичните свойства на различните стойности на потока на двигателя са показани на фиг. 2, а и 2, b, от които може да се види, че свойствата в рамките на номиналния ток имат по-висока степен на твърдост.

Възбуждащите намотки на двигателите с постоянен ток на независимо възбуждане имат значителна индуктивност. Следователно, при поетапна промяна в съпротивлението на реостата във веригата на възбуждащата намотка, токът и, както следва, потокът също ще варира експоненциално. Във връзка с това регулирането на ъгловата скорост ще се извършва плавно.

Основните предимства на този метод за контрол на скоростта са неговата простота и най-висока рентабилност.

Този метод на регулиране се използва в задвижванията като помощно средство, осигуряващо увеличаване на скоростта при работа на празен ход на механизма.

Третият метод за регулиране на скоростта се състои в промяна на напрежението, приложено към намотката на моторната арматура. Ъгловата скорост на двигателя с постоянен ток, независимо от товара, варира в зависимост от напрежението, приложено към арматурата. Тъй като всички настройващи свойства са твърди и степента на тяхната здравина остава постоянна за всички характеристики, работата на двигателя се измерва при всички ъглови скорости и в резултат на това се осигурява широк диапазон на регулиране на скоростта, независимо от товара. Този спектър е 10 и може да бъде разширен чрез специални схеми за контрол.

С този метод ъгловата скорост може да бъде намалена и увеличена по отношение на основната. Увеличаването на скоростта е ограничено от възможностите на захранващия източник с регулируемо напрежение и мощност на двигателя.

Ако източникът на захранване осигурява възможност за постоянна конфигурация на напрежението, приложено към двигателя, контролът на скоростта на двигателя ще бъде гладък.

Този метод на регулиране е икономичен, така че регулирането на ъгловата скорост на двигателя на непроменен ток на независимо възбуждане се извършва без допълнителна загуба на мощност в силовата верига на котвата. За всички горни показатели този метод на регулиране в сравнение с първия и втория е най-добър.

Училище за електротехник