Синхронные машины. Машины постоянного тока

Методическое пособие - Физика

Другие методички по предмету Физика

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



bsp;

или

U где частота вращения при идеальном холостом ходе;

уменьшение частоты вращения при переходе

от холостого хода к нагрузке; nн = n0 Δnнустановившаяся частота вращения при нагрузке двигателя; электромеханическая постоянная времени, определяющая скорость протекания переходного процесса.

При этом Iн = Мн/(смФ) установившийся ток якоря после окончания процесса пуска, определяемый нагрузочным моментом Мн.

Решая уравнение (2.84б), получаем

 

.(2.85а)

 

Постоянную интегрирования А находим из начальных условий: при t = 0; n = 0 и А = nн. В результате имеем

 

.(2.85б)

 

Рис.2.65 Переходный процесс изменения частоты вращения и тока якоря при прямом пуске двигателя постоянного тока

 

Зависимость тока якоря от времени при пуске двигателя определяется из (2.83). Подставляя в него значение

 

,(2.85в)

 

полученное из (2.846) и (2.856), и заменяя nн = n0 Δn, имеем

.(2.86а)

 

Учитывая значение Δnн, n0, Тм и Мн/смФ, получим

 

,(2.86б)

 

где Iнач = U/∑r начальный пусковой ток.

На рис.2.65 приведены зависимости изменения тока якоря и частоты вращения (в относительных единицах) при прямом пуске двигателя с параллельным возбуждением. Время переходного процесса при пуске принимается равным (34) Тм. За это время частота вращения n достигает (0,95 0,98) от установившегося значения nн, а ток якоря Iа также приближается к установившемуся значению.

Реостатный пуск. Этот способ получил наибольшее распространение. В начальный момент пуска при n = 0 ток Iп = U/(r + rп). Максимальное сопротивление пускового реостата rп подбирается так, чтобы для машин большой и средней мощностей ток якоря при пуске Iп = (1,4 1,8) Iном, а для машин малой мощности Iп = (2 2,5) Iном. Рассмотрим процесс реостатного пуска на примере двигателя с параллельным возбуждением. В начальный период пуск осуществляется по реостатной характеристике 6 (рис.2.66, а), соответствующей максимальному значению сопротивления rп пускового реостата; при этом двигатель развивает максимальный пусковой момент Мп.макс.

 

Рис.2.66 Изменение частоты вращения и момента при реостатном пуске двигателей с параллельным и последовательным возбуждением

 

Регулировочный реостат rр.в в этом случае выводится так, чтобы ток возбуждения Iв и поток Ф были максимальными. По мере разгона момент двигателя уменьшается, так как с увеличением частоты вращения растет э. д. с. Е и уменьшается ток якоря Ia=(U E)/(r +rп). При достижении некоторого значения Мп.мин часть сопротивления пускового реостата выводится, вследствие чего момент снова возрастает до Мп.макс. При этом двигатель переходит на работу по реостатной характеристике 5 и разгоняется до достижения Mп.мин. Таким образом, уменьшая постепенно сопротивление пускового реостата, осуществляют разгон двигателя по отдельным отрезкам реостатных характеристик 6,5,4,3 и 2 (см. жирные линии на рис.2.66, а) до выхода на естественную характеристику 1. Средний вращающий момент при пуске Мп.ср = 0,5 (Мп.макс +Мп.мин) = const, вследствие чего двигатель разгоняется с некоторым постоянным ускорением. Таким же образом пускается в ход двигатель с последовательным возбуждением (рис.2.66, б). Количество ступеней пускового реостата зависит от жесткости естественной характеристики и требований, предъявляемых к плавности пуска (допустимой разности Mп.макс Мп.мин).

Пусковые реостаты рассчитывают на кратковременную работу под током.

На рис.2.67 показаны зависимости тока якоря ia, электромагнитного момента М, момента нагрузки Мн и частоты вращения n при реостатном пуске двигателя (упрощенные диаграммы).

 

Рис.2.67 Переходный процесс изменения частоты вращения, момента и тока якоря при реостатном пуске двигателя постоянного тока

 

При выводе отдельных ступеней пускового реостата ток якоря ia достигает некоторого максимального значения, а затем уменьшается согласно уравнению (2.85б) до минимального значения. При этом электромеханическая постоянная времени и начальный ток будут иметь различные для каждой ступени пускового реостата значения:

 

;

 

В соответствии с изменением тока якоря изменяется и электромагнитный момент М. Частота вращения n изменяется согласно уравнению

 

,(2.86в)

 

где nначначальная частота вращения при работе на соответствующей ступени пускового реостата.

Заштрихованная на рис.2.67 область соответствует значениям динамического момента Мдин = М Мн, обеспечивающего разгон двигателя до установившейся частоты вращения.

Пуск путем плавного повышения питающего напряжения. При реостатном пуске возникают довольно значительные потери энергии в пусковом реостате. Этот недостаток можно устранить, если пуск двигателя осуществлять путем плавного повышения напряжения, подаваемого на его обмотку. Но для этого необходимо иметь отдельный источник постоянного тока с регулируемым напряжением (генератор или управляемый выпрямитель). Такой источник используют также для регулирования частоты вращения двигателя.

 

2.12 Принципы регулирования частоты в

s