Алексеев В.С. Основы электропривода. Часть 1

Подождите немного. Документ загружается.

Величи рможении на

естественной

03,106,015,015,01

***

=××+=+= rМ

где

на тормозной скорости при рекуперативном то

характеристике:

06,0

46,8

533,0

===

- относительное сопротивление обмотки

якоря

и п ле

В пересчёте на реальные величины получается:

Величина тормозной скорост при введённом со ротив нии в цепь

якоря равна:

***

0945,1189,05,015,01

=×+=rМ

[

]

секр

ТТ

/6,17203,15,167

101

=×=×=

ωωω

[

]

секр

/4,1830945,155,167

2102

=×=×=

ωωω

Отсюда следует, что при введении сопротивления в цепь якоря

имеем а

ско

д м

при одинаковом тормозном моменте р зличные тормозные

рости вращения. Причём, минимальная тормозная скорость будет на

естественной механической характеристике.

Характеристики анного при ера на рисунке 2.5а.

Рис. 2.5а Расчет характеристик при рекуперативном торможении

Пример 2.3. Двигатель, имеющий номинальные данные: Р

=15

кВт;

ВU

220= ; I

=75,8 А; секр

/157

работает с введённым

в цепь возбуждения сопротивлением. При этом значение Ф

=0,8Ф

ка возбуждения.

Решение:

Для решения задачи строим естественную и искусственную

характеристики двигателя.

Определим

Необходимо определить величину тормозного момента, который

образуется в двигателе при шунтировании введённого в цепь

сопротивления. Принять, что магнитный поток двигателя в переходном

режиме изменяется мгновенно с изменением то

[]

Ом

9,2

8,75

220

=== ,

(

)()

[

]

Омrr

нна

145,09,019,25,015,0

−

33,1

157

145,08,75220

−

анн

rIU

СФк

[]

секр

/4,165

33,1

220

===

[

]

..8,1008,7533,1 мНкIМ

нн

При введённом сопротивлении в цепь обмотки возбуждения

[]

секр

/8,206

064,1

220

===

где к

=0,8к=0,8×1,33=1,064.

9,12

064,1

145,08,100

==Δ

rМ

ан

[

]

секр

/9,193

111

−

ЭД

[

]

ВкЕ 3,2069,193064,1

111

С:

Характеристика с введённым в цепь обмотки возбуждения

сопротивлением строится по точкам:

[

]

секр

/8,206

; 1. М =

[

]

секр /9,193

;

[

]

..8,100 мНММ

В случае отключения (шунтирования) сопротивления магнитный

поток и значение к изменится от к

до к. Обороты двигателя новенно

не изменятся, поэтому

мг

[

]

ВкЕ 9,2579,19333,1

ток в цепи якоря

[]

ЕU

3,261

145,0

9,257220

−=

−

= ,

(

)

[

]

..5,3473,26133,1 мНкIМ

ТТ

−

тормозной момент

В реальном случае поток нарастает медленно и ок тока и

тормозного момента значительно меньше, на рисунке 2.6.

знач

Необходимо так же учесть, ч работе с номинальным

моментом искусственной ха ристике ток в якоре будет

превышать инальный. Это определяется из выражения:

брос

значение

ение М

Т1

Рис. 2.6 Рекуперативное торможение

то при

на ракте

ном

[]

кU

9,193064,1220

4,94

145,0

−

тель будет работать с перегрузом. Поэтому при работе

двигателя с пониженным магнитным потоком необходим использовать

его с меньшим статистическим моментом на валу, ток не

ного значения.

То есть двига

чтобы

превышал номиналь

Б. Динамическое торможение.

Динамическое торможение возникает, если якорь двигателя

отключить от сети и замкнуть ное сопротивление r

, остави

тку возбуждения под напряжением.

В этом случае в обмотке якоря, продолжавшего вращаться

ции в магнитном поле, значение ЭДС в первое мгновение

изменится, и под действием ЭДС потечёт ток обратного направления

на тормоз в

обм

по

инер не

−

= ,

где

Та

rrr

= - сопротивление тормозного контура.

Этот ток взаимодействует с основным магнитным потоком, созд

рмозной момент:

аёт

то

⎟

⎞

⎜

⎛

−=

⎟

⎞

⎜

⎛

−==

ккI

ТТ

⎠⎝⎠⎝

тормозной нт

учётом того, что максимально-допустимые токи двигателя

Отсюда следует, что моме изменяется

пропорционально скорости двигателя и наибольший т рмозной момент

соответствует замыканию обмотки якоря накоротко. Однако это может

привести к недопустимо большим токам.

(

)

нТ

II 5,28,1

.max

необходимо якорь двигателя при динамическом торможении замыкать

на т озное сопротивление: орм

r −=

.max

где

⎟

⎠

⎜

⎝

ан

ωω

⎟⎜

откл

rIU

⎞⎛

×−

Поскольку в режиме динамического торможения якорь двигателя

ючён от сети (U = 0), то

Уравнение механической характеристикой имеет вид:

(

)

Та

М−=

где

СФ

к =

2.4. Двигатель, имеющий паспортные данные (см. пример

работает в режиме двигателя по реостатной механической

характеристике с введённым в цепь якоря добавочным сопротивлением,

=0,5

торможения, замкнув на

Частота вращения двигателя при М

СТ

=0,5 :

Рис. 2.6 Динамическое торможение двигателя с

параллельным возбуждением

Пример

2.3),

Ом и с моментом М

=0,5М

Какой начальный тормозной момент разовьёт двигатель, если

перевести его в режим динамического

сопротивление r

=0,8 Ом.

Решение:

(

)

()

−=

да

СФ

5,0

[]

секр /1478,1005,0

33,1

5,0145,0

33,1

220

=×

−= .

Тормозной момент при введённом r

и r

[]

..275

8,0145,0

14733,1

мН

да

−=

Если после остановки двигатель не затормозить механическим

тормозом, то он начнёт раскручиваться в противоположную

сторону.

При этом тормозная частота вращения:

[]

секр

rМ

/9,26

33,1

8,1005,0945,05,0

−=

−=−=

где r=r

В. Торможение противовключением.

Это режим, при котором двигатель, будучи включён на вращение в

одном направление, под действием внешних сил или по инерции

вращается в противоположном.

Торм чить,

Уравнение механической характеристики в этом случае будет:

ожение при активном тормозном моменте можно полу

ривода, к примеру, на подъём если при работе п груза вводится

сопротивление r

в цепь якоря и вигатель вначале останавливается

(точка В) и, затем, начинает вращаться в противоположную сторону под

дейс

твием статического момента на валу и в точке С двигатель работает

с частотой вращения -

при моменте на валу М

СТ

(рис.2.8).

Рис. 2.8 Работа привода в противовключения режиме

с активным моментом на валу

Тa

−=−

где r

сопротивление, вк юченное в епь якоря

Ввиду отсутствия переключений в схеме электропривода ток и

т сохраняют свои направления, но по отношению к новому

влению вр

– л ц

момен

апра ащения момент становится тормозящим. ЭДС якоря н

изме и, по мере разгона двигателя, будет возрастать по

абс значения Е=СФ

, ток при

этом

нит свой знак

олютной величине от 0 до некоторого

Та

Определить величину тормозного сопротивления для

дви

ЕU

ример 2.5.П

гателя с параметрами

ВU

220

; I

=75,8 секр

/157

А; ;

=15 кВт (смотри пример 2.3.), включенного в цепь якоря, для

перехода двигателя в режим противовключения с активным моментом

на валу и работы его с номинальным статически моментом и с

частотой вращения

=10 р/сек. А также величину r

для работы в

двигательном при

=10 р/сек.

Решение:

Добавочное сопротивление r

для обеспечения режима

противовключения:

[]

Омrк

кU

93,2145,033,1

8,100

1033,1220

=−×

Если электродвигатель работает в двигательном режиме, то для

получения частоты вращения равной 10 р/сек необходимо в цепь якоря

включить сопротивление

[]

Омrк

кU

58,2145,033,1

8,100

1033,1220

=−×

−

=−×

−

(рис.2.8.1).

Рис. 2.8.1

ие при реактивном моменте на валу происходит в том

слу пр ключение

При этом двигатель, работающий в точке А в I квадранте при

смене полярности переходит на работу по характеристике ВС в точке

В квадранта II. Сохранение частоты вращения неизменной в первый

момент переключения двигателя обуславливается инерцией

электропривода. Ток при этом необходимо ограничить

сопротивлением r

Торможен

чае, когда и работе двигателя производят пере

полярности в цепи якоря (рис.2.9.).

Рис. 2.9 Режим торможения противовключением

при реактивном моменте на валу

да

ЕU

−

Уравнение

движения вид: привода принимает

JММ

сТ

=−− ,

ицательного динамического мом

рмаживанию двигателя до нуля (точка

двигатель не отключать, он начнёт

и, если в точке Д зашунтировать

броска тока выйдет на естественную

анте.

и появление отр ента приводит к

быстрому зато С). В случае, если

в этот момент разгоняться по

характеристике СД сопротивление, то

двигатель после характеристику,

работая в III квадр

Пример 2.6. Двигатель постоянного тока независимого

(параллельного) возбуждения имеет следующие паспортные данные:

=32 кВт; U

=220 В; I

= 172 А; секр /7,104

; rr 049,0

на

Определить:

ь, ток

нной

характер и).

Реш

1. Величину добавочного (тормозного) сопротивления,

включенного в якорную цепь и момент на валу двигателя, если

в режиме динамического торможения якорь вращается с

частотой, равной половине номинальной (

=0,5

) при

номинальном токе в якоре.

2. Величину добавочного сопротивления, включенного в цепь

якоря; момент на валу двигателя; мощность, потребляемую из

сети Р

; мощность, подводимую с вала Р

; мощность потерь в

якоре Р

, если двигатель работает в режиме противовключения

с частотой

=62,8 р/сек и при токе якоря I = 110 А.

3. Определить угловую скорость якоря двигателя, если двигатель

работает в генераторном режиме с отдачей энергии в сет

якоря I=140 А и сопротивление R

= 0 (работа на естестве

истике при рекуперативном торможени

ение:

1. Номинальное сопротивление двигателя:

[]

Ом

28,1

172

220

===

Сопротивление якоря:

[

]

Омr

нa

062,028,1049,0049, =r 0=

Величина

[]

радсВ

rIU

кСФ

анн

7,104

062,0172220

⋅=

−

Электромагнитный момент двигателя при номинальном токе:

[

]

..3441722 мНкIМ

Номинальный момент на валу двигателя:

[]

..306

7,104

мНМ

===

Момент холостого хода, или момент потерь:

1032

[

]

..38306344

мНМММ

−

Момент на валу двигателя:

[

]

..38238344

мНМ

ММ

Общее сопротивление якорной цепи:

[]

Ом

общ

6,0

344

35,52

где

[

]

секр

нТ

/35,527,1045,05,0

Величина добавочного тормозного сопротивления:

[

]

Омrrr

аобщТ

538,0062,06,0

−

2. Общее сопротивление якорной цепи в режиме противовключения:

[]

Ом

кU

общ

14,3

110

8,622220

Добавочное сопротивление:

[

]

Омrrr

аобщд

078,3062,014,3

−

Электромагнитный момент двигателя:

[

]

..2201102 мНкIМ

Момент на валу двигателя:

[

]

..2538220

мНМММ