Меню

Пуск в ход регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока

Способы запуска электродвигателя постоянного тока

Хорошие тяговые характеристики электрических машин постоянного тока сделали их неотъемлемым элементом большинства устройств промышленной и бытовой механизации. Но вместе с тем возникает и существенная проблема значительных пусковых токов, в сравнении с асинхронными электродвигателями, работающих на переменном напряжении. Именно поэтому многие специалисты детально изучают способы запуска электродвигателя постоянного тока, прежде чем включить агрегат.

Прямой пуск

Из всех электродвигателей постоянного тока основная градация при выборе способа их запуска должна учитывать мощность устройства.

В целом выделяют три вида пуска:

  • малой мощности;
  • средней;
  • большой мощности.

Для прямого запуска подойдут только маломощные электродвигатели, которые потребляют до 1кВт электроэнергии в сети. При прямых запусках электродвигателя все напряжение сразу подается на рабочую обмотку. Это обуславливает возникновение максимального пускового тока из-за отсутствия естественной компенсации за счет ЭДС противодействия.

С физической точки зрения ситуация в обмотках ротора будет выглядеть следующим образом: в момент подачи напряжения сила тока в обмотках равна нулю, поэтому его значение будет определяться по формуле:

U – приложенная к выводам номинальное напряжение, Rобм – сопротивление катушки.

В этот момент величина токовой нагрузки электродвигателя постоянного тока является максимальной, он может отличаться от номинального значения в 1,5 – 2,5 раза. После этого протекание тока обуславливает генерацию ЭДС противодействия, которая компенсирует пусковую нагрузку до установки номинальной мощности, тогда ток станет:

В мощных устройствах сопротивление обмоток якоря может равняться 1 или 0,5 Ом, из-за чего ток при запуске электродвигателя может достигнуть 200 – 500 А, что в 10 – 50 раз будет превышать допустимые величины. Это, в свою очередь, может привести к термическому отпуску металла, деформации проводников, разрушению колец или щеток скользящего контакта. Поэтому двигатели постоянного тока средней и большой мощности должны вводиться в работу реостатным запуском или путем подачи заведомо пониженного напряжения, прямой пуск для них крайне опасен.

Пуск с помощью пускового реостата

В этом случае в цепь вводится переменное сопротивление, которое на начальном этапе обеспечивает снижение токовой нагрузки, пока вращение ротора не достигнет установленных оборотов. По мере стабилизации ампеража до стандартной величины в реостате уменьшается сопротивление от максимального значения до минимального.

Расчет электрической величины в этом случае будет производиться по формуле:

В лабораторных условиях уменьшение нагрузки может производиться вручную – посредством перемещения ползунка реостата. Однако в промышленности такой метод не получил широкого распространения, так как процесс не согласовывается с токовыми величинами. Поэтому применяется регулировка по току, по ЭДС или по времени, в первом случае задействуется измерение величины в обмотках возбуждения, во втором, на каждую ступень применяется выдержка времени.

Оба метода используются для запуска электродвигателей:

  • с последовательным;
  • с параллельным возбуждением;
  • с независимым возбуждением.

Запуск ДПТ с параллельным возбуждением

Такой запуск электродвигателя осуществляется посредством включения и обмотки возбуждения, и якорной к напряжению питания электросети, друг относительно друга они располагаются параллельно. То есть каждая из обмоток электродвигателя постоянного тока находятся под одинаковой разностью потенциалов. Этот метод запуска обеспечивает жесткий режим работы, используемый в станочном оборудовании. Токовая нагрузка во вспомогательной обмотке при запуске имеет сравнительно меньший ток, чем обмотки статора или ротора.

Для контроля пусковых характеристик сопротивления вводятся в обе цепи:

Запуск ДПТ с параллельным возбуждением

Рис 1. Запуск ДПТ с параллельным возбуждением

На начальном этапе вращения вала позиции реостата обеспечивают снижение нагрузки на электродвигатель, а затем их обратно выводят в положение нулевого сопротивления. При затяжных запусках выполняется автоматизация и комбинация нескольких ступеней пусковых реостатов или отдельных резисторов, пример такой схемы включения приведен на рисунке ниже:

Ступенчатый пуск двигателя параллельного возбуждения

Рис. 2. Ступенчатый пуск двигателя параллельного возбуждения

  • При подаче напряжения питания на электродвигатель ток, протекающий через рабочие обмотки и обмотку возбуждения, за счет магазина сопротивлений Rпуск1, Rпуск2, Rпуск3 нагрузка ограничивается до минимальной величины.
  • После достижения порогового значения минимума токовой величины происходит последовательное срабатывание реле K1, K2, K3.
  • В результате замыкания контактов реле K1.1 шунтируется первый резистор, рабочая характеристика в цепи питания электродвигателя скачкообразно повышается.
  • Но после снижения ниже установленного предела замыкаются контакты K2.2 и процесс повторяется снова, пока электрическая машина не достигнет номинальной частоты вращения.

Торможение электродвигателя постоянного тока может производиться в обратной последовательности за счет тех же резисторов.

Запуск ДПТ с последовательным возбуждением

Запуск ДПТ с последовательным возбуждением

Рис. 3. Запуск ДПТ с последовательным возбуждением

На рисунке выше приведена принципиальная схема подключения электродвигателя с последовательным возбуждением. Ее отличительная особенность заключается в последовательном соединении катушки возбуждения Lвозбуждения и непосредственно мотора, переменное сопротивление Rякоря также вводится последовательно.

По цепи обеих катушек протекает одинаковая токовая величина, эта схема обладает хорошими параметрами запуска, поэтому ее часто используют в электрическом транспорте. Такой электродвигатель запрещено включать без усилия на валу, а регулирование частоты осуществляется в соответствии с нагрузкой.

Пуск ДПТ с независимым возбуждением

Подключение электродвигателя в цепь с независимым возбуждением производится путем ее запитки от отдельного источника.

Запуск ДПТ с независимым возбуждением

Рис. 4. Запуск ДПТ с независимым возбуждением

На схеме приведен пример независимого подключения, здесь катушка Lвозбуждения и сопротивление в ее цепи Rвозбуждения получают питание отдельно от обмоток двигателя током независимого устройства. Для обмоток двигателя также включается регулировочный реостат Rякоря. При этом способе запуска машина постоянного тока не должна включаться без нагрузки или с минимальным усилием на валу, так как это приведет к нарастанию оборотов и последующей поломке.

Пуск путем изменения питающего напряжения

Одним из вариантов снижения токовой нагрузки при запуске электродвигателя является уменьшение питающего номинала посредством генератора постоянного напряжения или управляемого выпрямителя.

С физической точки зрения установка реостата обеспечивает тот же эффект, но с увеличением мощности электродвигателя возрастает и постоянная токовая нагрузка, существенно повышаются потери на реостатах. Поэтому снижение постоянного напряжения выполняет отдельное устройство на базе микросхемы, пример которого приведен на рисунке ниже:

Схема пуска с изменением питающего напряжения

Рис. 5. Схема пуска с изменением питающего напряжения

Источник

Пуск и регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока

date image2014-04-15
views image6008

Читайте также:  Ток приемника в режиме холостого хода

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Пуск двигателя постоянного тока осуществляется следующими основными способами:

1). Прямой пуск, – при котором обмотка якоря включается непосредственно в сеть питания. Т. к. при прямом пуске ток якоря в 10-20 раз больше номинального тока двигателя, прямой пуск применяют только для двигателей малой мощности и редко для двигателей мощностью в несколько киловатт.

2). Реостатный пуск, – при котором обмотка якоря включается в сеть питания через пусковой реостат, имеющий несколько ступеней (секций), которые в процессе пуска замыкаются специальными выключателями (контакторами). Реостатный пуск применяют на электровозах и электропоездах постоянного тока. Электропоезда имеют приблизительно постоянную массу, поэтому в них выключение ступеней пускового реостата производится автоматически специальным реле ускорения (реле минимального тока). Электропоезда чаще всего имеют разную массу, поэтому выключение ступеней пускового реостата в них производится самим машинистом вручную контролером машиниста по мере увеличения скорости движения.

3). Пуск двигателей постоянного тока путём понижения питающего напряжения применяют для двигателей большой мощности, т. к. применение для них пусковых реостатов нецелесообразно из за значительных потерь мощности. Для этого необходимо иметь источник постоянного тока с плавно регулируемым напряжением (генератор или управляемый выпрямитель). Такой пуск называют безреостатным и применяют его на электроподвижном составе переменного тока и тепловозах.

Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока оценивается плавностью регулирования, диапазоном регулирования (определяется отношением наибольшей частоты вращения к наименьшей) и экономичностью регулирования (определяется стоимостью регулирующей аппаратуры и потерями электроэнергии в ней).

Частота вращения двигателя постоянного тока n определяется по формуле:

n = [U-I×Cе×Ф],

где U – напряжение питающей сети, ток якоря, – сопротивление цепи якоря, Се – постоянная для данной машины (определяется её конструктивными особенностями), Ф – основной магнитный поток двигателя.

Из этой формулы следует, что регулировать скорость вращения двигателя можно следующими способами:

1). Изменением питающего напряжения U – при этом двигатель подключают к источнику регулируемого постоянного напряжения (генератор с независимым возбуждением или регулируемый выпрямитель). Этот способ применяют на тепловозах (от генератора), а также на электровозах и электропоездах (от выпрямителя). Несмотря на то, что он требует довольно сложного оборудования, его широко применяют на современных тепловозах и электропоездах, т. к. он обеспечивает плавное и экономичное регулирование частоты вращения в широких пределах.

2). Изменением сопротивления в цепи якоря , т. е. включением реостата в цепь обмотки якоря. Этот способ позволяет осуществлять плавное регулирование частоты вращения в широком диапазоне, причём, чем больше сопротивление реостата, тем меньше частота вращения. Т. к. при этом способе регулирования частоты вращения возникают большие потери, его применяют только при кратковременных режимах работы, например при пуске.

3). Изменением основного магнитного потока Ф – при этом в цепь возбуждения включают регулировочный реостат, который регулирует ток возбуждения и, следовательно, основной магнитный поток . В двигателях с независимым и параллельным возбуждением регулировочный реостат включают последовательно с ОВ. В двигателях с последовательным возбуждением регулировочный реостат включают параллельно ОВ, вследствие чего через ОВ будет протекать только часть тока якоря (другая часть будет ответвляться в регулировочный реостат). Этот способ прост и экономичен и его широко применяют на локомотивах и тепловозах, но в этом случае регулирование частоты вращения можно осуществлять только в сравнительно небольшом диапазоне.

Источник

Пуск, реверс и регулирование частоты вращения электродвигателя постоянного тока.

Пуск в ход двигателей постоянного тока производится с помощью пусковых или пускорегулирующих реостатов, а также отдельных резисторов, включение которых осуществляется контакторами. Это необходимо для ограничения пускового тока. Двигатели мощностью в несколько киловатт допускается пускать без реостатов и резисторов, т. е. непосредственным (прямым) подключением обмотки якоря к питающей сети, поскольку цепь якоря таких двигателей имеет значительное сопротивление, при котором пусковой ток не представляет особой опасности.

Пусковой реостат рассчитывается на кратковременную работу под током (время разгона двигателей составляет 0,5—1,5 с), пускорегулирующий реостат — на длительную работу под током.

Реверсирование — изменение направления вращения двигателей постоянного тока — можно осуществлять двумя способами:

  1. изменением направления тока обмотки якоря
  2. изменением направления тока обмотки возбуждения (представив себе правило левой руки, нетрудно понять, что в том и другом случае ротор двигателя изменит направление вращения).

В большинстве случаев предпочтение отдается первому способу, так как при его использовании необходимо изменить только полярность на зажимах обмотки якоря. При втором способе количество операций увеличивается почти вдвое: необходимо отключить обмотку якоря, переключить полярность на зажимах обмотки возбуждения и подключить обмотку якоря к питающей сети. Если обмотку якоря не отключить от сети, то в момент переключения обмотки возбуждения двигатель оказывается в пусковом режиме (по существу, это режим короткого замыкания).

Одним из основных достоинств двигателей постоянного тока является возможность регулирования их частоты вращения в широких пределах и плавно, как это позволяет схема управления (теоретически — без ступеней перехода от одной частоты к другой).

Частота вращения двигателей постоянного тока независимо от системы их возбуждения выражается следующим образом:

Из формулы видно, что частоту вращения можно регулировать изменением напряжения сети U, падения напряжения Iя(Rпр+r) и магнитного потока Ф.

Напряжение сети можно изменять только в тех случаях, когда двигатель имеет собственный источник электроэнергии (генератор, преобразователь).

Падение напряжения зависит от значения сопротивления пуско-регулирующего реостата.

Магнитный поток — от тока возбуждения и сопротивления реостата возбуждения.

При работе двигателей с номинальной частотой вращения сопротивление Rпр пускорегулирующего реостата всегда равно нулю, т. е. реостат полностью закорочен. Если сопротивление реостата постепенно увеличивать то падение напряжения Iя(Rпр+r) будет также увеличиваться, а разность U — Iя(Rпр+r) уменьшаться. Это связано с уменьшением частоты вращения двигателя от номинальной до нуля, когда U = Iя(Rпр+r). По мере уменьшения сопротивления пускорегулирующего реостата частота вращения двигателя возрастет от нуля до номинальной. Следует отметить, что момент вращения двигателей при таком способе регулирования частоты вращения сохраняется постоянным. Длительное снижение частоты вращения двигателей при номинальной нагрузке допускается только в том

Читайте также:  Что такое ток короткий ответ

случае, когда они имеют независимую вентиляцию. Основным недостатком данного способа регулирования частоты вращения является большая потеря мощности Iя 2 Rпр, которая превращается в тепло, излучаемое пускорегулирующим реостатом.

Цепь возбуждения двигателей параллельного (независимого) и смешанного возбуждения рассчитывается так, чтобы при номинальном токе возбуждения последовательно с обмоткой возбуждения сохранялась включенной небольшая часть сопротивления rр регулятора возбуждения. Если рукоятку регулятора перемещать, уменьшая ею сопротивление, ток возбуждения и магнитный поток Ф будут расти, а частота вращения двигателя — уменьшаться. Если сопротивление регулятора увеличивать, ток возбуждения и поток будут уменьшаться, а частота вращения двигателя увеличиваться. Данный способ позволяет уменьшать частоту вращения двигателя примерно на 20% и увеличивать ее в два раза по сравнению с номинальной частотой вращения. При регулировании частоты вращения данным способом величина противо-ЭДС сохраняется постоянной (поскольку nФ = const). Электромагнитная мощность двигателя также сохраняется постоянной. Вращающий момент двигателя изменяется в зависимости от потока Ф. Значение потери мощности при регулировании невелико.

Практически регулирование частоты вращения двигателей в пределах от нуля до номинальной осуществляется с использованием пускорегулирующих реостатов. Для регулирования частоты в пределах от номинальной и выше используются регуляторы возбуждения.

Регулирование частоты вращения путем изменения магнитного потока Ф двигателей последовательного, возбуждения осуществляется с использованием сопротивлений, включенных по схеме рис. 1.45.

При включении сопротивления R1 параллельно обмотке возбуждения ток нагрузки двигателя I делится на токи I1 и I2, значения которых обратно пропорциональны сопротивлениям Rв и R1. Этим достигается возможность уменьшения тока возбуждения I2 и повышения частоты вращения двигателя. При включении сопротивления R2 параллельно обмотке якоря через обмотку возбуждения проходит ток, величина которого больше на величину тока I3, в результате чего поток увеличивается, а частота вращения двигателя уменьшается. Таким способом получают очень низкие, так называемые ползучие, частоты вращения двигателя.

Рис. 1.45. Схема принципиальная двигателя последовательного возбуждения, обеспечивающая все способы регулирования частоты вращения.

Для регулирования частоты вращения двигателя независимого возбуждения используется также система генератор—двигатель (Г—Д), которая представлена на рис. 1.46.

В данной системе частота вращения двигателя nд может регулироваться изменением напряжения генератора U, подводимого к обмотке якоря, и изменением потока двигателя. В первом случае с помощью регулятора возбуждения rр.г изменяется ток возбуждения генератора, во втором случае с помощью регулятора возбуждения rр.д изменяется ток возбуждения двигателя. К достоинствам системы Г—Д относят отсутствие в цепи тока нагрузки двигателя пускорегулирующего реостата, что значительно снижает потери на регулирование. Такая система позволяет регулировать частоту вращения двигателя в очень широком диапазоне и с большой плавностью. Пуск в ход двигателя осуществляется повышением тока возбуждения генератора, а реверсирование двигателя – изменением направления тока возбуждения генератора.

Рис. 1.46. Схема электрическая принципиальная системы Г—Д, обеспечивающая регулирование частоты вращения двигателя независимого возбуждения.

Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 2091 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник



Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока независимого возбуждения ДПТ НВ

ads

Способы регулирования частоты вращения двигателей оцени­ваются следующими показателями: плавностью регулирования; диапазоном регулирования, определяемым отношением наиболь­шей частоты вращения к наименьшей; экономичностью регулиро­вания, определяемой стоимостью регулирующей аппаратуры и потерями электроэнергии в ней.

Из (29.5) следует, что регулировать частоту вращения двига­теля независимого возбуждения можно изменением сопротивле­ния в цепи якоря, изменением основного магнитного потока Ф, изменением напряжения в цепи якоря.

Регулирование частоты вращения ДПТ НВ введение дополнительного сопротивления в цепь якоря

Дополнительное сопротивление (реостат rд) включают в цепь яко­ря аналогично пусковому реостату (ПР). Однако в отличие от по­следнего оно должно быть рассчитано на продолжительное проте­кание тока.

При включении сопротивления rд в цепь якоря выражение частоты (29.5) принимает вид

где — частота вращения в режиме х.х.;

— изменение частоты вращения, вызван­ное падением напряжения в цепи якоря.

С увеличением rд возрастает , что ведет к уменьшению час­тоты вращения. Зависимость n = f(rд) иллюстрируется также и механическими характеристиками двигателя независимого воз­буждения (рис. 29.4, а): с повышением rд увеличивается наклон механических характеристик, а частота вращения при заданной нагрузке на валу (M = Mном ) уменьшается. Этот способ обеспечи­вает плавное регулирование частоты вращения в широком диапа­зоне (только в сторону уменьшения частоты от номинальной), од­нако он неэкономичен из-за значительных потерь электроэнергии в регулировочном реостате (I 2 a *rД), которые интенсивно растут с увеличением мощности двигателя.

clip_image002

Рис. 29.4. Механические характеристики двигателя параллельно­го возбуждения:

а — при введении в цепь якоря добавочного сопротивления;

б — при изменении основного магнитного потока;

в — при изменении напряже­ния в цепи якоря

Регулирование частоты вращения ДПТ НВ изменением основного магнитного потока

Этот способ регулирования в двигателе независимого возбуждения реализуется посредством реостата rрег в цепи обмотки возбуждения. Так, при уменьшении сопротивления реостата возрастает магнитный поток обмотки возбуждения, что сопровождается по­нижением частоты вращения [см. (29.5)]. При увеличении rрег час­тота вращения растет. Зависимость частоты вращения от тока воз­буждения выражается регулировочной характеристикой двигателя n=f(IВ) при и .

Из выражения (29.5) следует, что с уменьшением магнитного потока Ф частота вращения n увеличивается по гиперболическому закону (рис. 29.5,а). Но одновременно уменьшение Ф ведет к рос­ту тока якоря Ia = M/(Cм*Ф). При потоке ток якоря дости­гает значения , т. е. падение напряжения в цепи яко­ря достигает значения, равного половине напряжения, подведенного к якорю . В этих условиях частота вращения двигателя достигает максимума nmax. При дальнейшем уменьшении потока частота вращения двигателя начинает убывать, так как из-за интенсивного роста тока Ia второе слагаемое выражения (29.9) нарастает быстрее первого.

При небольшом нагрузочном моменте на валу двигателя мак­симальная частота вращения nmax во много раз превосходит номи­нальную частоту вращения двигателя nном и является недопусти­мой по условиям механической прочности двигателя, т. е. может привести к его «разносу». Учитывая это, при выборе реостата rрег необходимо следить за тем, чтобы при полностью введенном его сопротивлении частота вращения двигателя не превысила допус­тимого значения.

Читайте также:  Схема усиления малых токов

Например, для двигателей серии 2П допускается превышение частоты вращения над номинальной не более чем в 2—3 раза. Необходимо также следить за надежностью электриче­ских соединений в цепи обмотки возбуждения двигателя, так как при разрыве этой цепи магнитный поток уменьшается до значения потока остаточного магнетизма Фост, при котором частота враще­ния может достигнуть опасного значения.

clip_image038

Вид регулировочных характеристик n = f(Ф) зависит от значе­ния нагрузочного момента M2 на валу двигателя: с ростом M2 мак­симальная частота вращения nmax уменьшается (рис. 29.5, б).

Рис. 29.5. Регулировочные характеристики двигателя независимого возбуждения

Недостаток рассмотренного способа регулирования частоты вращения состоит в том, что при изменении магнитного потока Ф меняется угол наклона механической характеристики двигателя.

Рассмотренный способ регулирования частоты вращения прост и экономичен, так как в двигателях независимого возбуж­дения ток IВ = (0,01 — 0,07)I а , а поэтому потери в регулировочном реостате невелики.

Однако диапазон регулирования обычно составляет nMAX/nMIN = 2 — 5. Объясняется это тем, что нижний предел частоты вращения обусловлен насыщением машины, ограничивающим значение магнитного потока Ф, а верхний предел частоты опасностью «разноса» двигателя и усилением влияния реакции якоря, иска­жающее действие которого при ослаблении основною магнитного потока Ф усиливается и ведет к искрению на коллекторе или же к появлению кругового огня.

Регулирование частоты вращения ДПТ НВ изменение напряжения в цепи якоря

Регулирование часто­ты вращения двигателя изменением питающего напряжения при­меняется лишь при IB = const, т. е. при раздельном питании цепей обмотки якоря и обмотки возбуждения при независимом возбуж­дении.

Частота вращения в режиме х.х. n пропорциональна напря­жению, а от напряжения не зависит, поэтому ме­ханические характеристики двигателя при изменении напряжения не меняют угла наклона к оси абсцисс, а смещаются по высоте, оставаясь параллельными друг другу (см. рис. 29.4, в). Для осуще­ствления этого способа регулирования необходимо цепь якоря двигателя подключить к источнику питания с регулируемым на­пряжением. Для управления двигателями малой и средней мощно­сти в качестве такого источника можно применить регулируемый выпрямитель, в котором напряжение постоянного тока меняется регулировочным автотрансформатором (АТ), включенным на вхо­де выпрямителя (рис. 29.6,а).

Для управления двигателями большой мощности целесооб­разно применять генератор постоянного тока независимого возбу­ждения; привод осуществляется посредством приводного двигате­ля (ПД), в качестве которого обычно используют трехфазный двигатель переменного тока. Для питания постоянным током це­пей возбуждения генератора Г и двигателя Д используется возбу­дитель В — генератор постоянного тока, напряжение на выходе которого поддерживается неизменным. Описанная схема управле­ния двигателем постоянного тока (рис. 29.6, б) известна под на­званием системы «генератор — двигатель» (Г—Д).

clip_image010

Рис. 29.6. Схемы включения двигателей постоянного тока при регули­ровании частоты вращения изменением напряжения в цепи якоря

Изменение напряжения в цепи якоря позволяет регулировать частоту вращения двигателя вниз от номинальной, так как напря­жение свыше номинального недопустимо. При необходимости регулировать частоту вращения вверх от номинальной можно вос­пользоваться изменением тока возбуждения двигателя.

Изменение направления вращения (реверс) двигателя, рабо­тающего по системе ГД, осуществляется изменением направле­ния тока в цепи возбуждения генератора Г переключателем П, т. е. переменой полярности напряжения на его зажимах. Если двигатель постоянного тока работает в условиях резко переменной на­грузки, то для смягчения колебаний мощности, потребляемой ПД из трехфазной сети, на вал ПД помещают маховик М, который за­пасает энергию в период уменьшения нагрузки на двигатель Д и отдает ее в период интенсивной нагрузки двигателя.

Регулирование частоты вращения изменением напряжения в цепи якоря обеспечивает плавное экономичное регулирование в широком диапазоне nMAX/nMIN ≥ 25 . Наибольшая частота вращения здесь ограничивается условиями коммутации, а наименьшая — условиями охлаждения двигателя.

Еще одним достоинством рассматриваемого способа регули­рования является то, что он допускает безреостатный пуск двига­теля при пониженном напряжении.

Импульсное регулирование частоты вращения ДПТ НВ

Сущность этого способа регулирования иллюстрируется схемой, изображен­ной на рис. 29.7, а. Цепь обмотки якоря двигателя параллельного (независимого) возбуждения периодически прерывается ключом К. Во время замыкания цепи якоря на время t к обмотке якоря подводится напряжение U = Uимпи ток в ней достигает значения Iamax. Затем ключом К цепь якоря размыкают и ток в ней убывает, достигая к моменту следующего замыкания цепи значения Iamin (при размыкании ключа К ток в обмотке якоря замыкается через диод VD). При следующем замыкании ключа К ток достигает зна­чения Iamax и т. д. Таким образом, к обмотке якоря подводится не­которое среднее напряжение

где Т— отрезок времени между двумя следующими друг за другом импульсами напряжения (рис. 29.7, б); — коэффициент управления.

При этом в обмотке якоря проходит ток, среднее значение которого .

При импульсном регулировании частота вращения двигателя

Таким образом, импульсное регулирование частоты вращения аналогично регулированию изменением подводимого к цепи якоря напряжения. С целью уменьшения пульсаций тока в цепи якоря включена катушка индуктивности (дроссель) , а частота подачи импульсов равна 200—400 Гц.

clip_image040

На рис. 29.7, в представлена одна из возможных схем им­пульсного регулирования, где в качестве ключа применен управ­ляемый диод — тиристор VS. Открывается тиристор подачей крат­ковременного импульса от генератора импульсов (ГИ) на управляющий электрод (УЭ) тиристора. Цепь L1C, шунтирующая тиристор, служит для запирания последнего в период между двумя управляющими импульсами. Происходит это следующим образом: при открывании тиристора конденсатор С перезаряжается через контур L1C и создает на силовых электродах тиристора напряже­ние, обратное напряжению сети, которое прекращает протекание тока через тиристор. Параметрами цепи L1C определяется время (с) открытого состояния тиристора: . Здесь L1 выража­ется в генри (Гн); С — в фарадах (Ф).

Рис. 29.7. Импульсное регулирование частоты вращения двига­теля постоянного тока

Значение среднего напряжения Uср регулируется изменением частоты следования управляющих импульсов от генератора им­пульсов на тиристор VS.

Жесткие механические характеристики и возможность плав­ного регулирования частоты вращения в широком диапазоне оп­ределили области применения двигателей независимого возбуж­дения в станочных приводах, вентиляторах, а также во многих других случаях регулируемого электропривода, где требуется ус­тойчивая работа при колебаниях нагрузки.

Источник