- •Лабораторная работа №1 Двигатели постоянного тока последовательного возбуждения
- •1. Характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.
- •0 0,25 0,5 0,75 1,0 Р2/р2ном
- •2. Регулирование частоты вращения.
- •I rш1rш
- •3. Порядок проведения работы:
- •1. Основные понятия.
- •2. Порядок выполнения работы.
- •Регулирование скорости в системе «Управляемый выпрямитель – двигатель постоянного тока независимого возбуждения» (ув-дпт нв)
- •1. Управляемые выпрямители
- •2. Управление двигателем в системе «управляемый выпрямитель-двигатель»
- •3. Замкнутые электроприводы с подчиненным регулированием координат
- •Порядок работы
- •Контрольные вопросы
Лабораторная работа №1 Двигатели постоянного тока последовательного возбуждения
Цель работы:снятие рабочих и механических характеристик двигателя.
1. Характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.
Схема двигателя приведена на рис. 1.
+ U –
Рис. 1Схема включения ДПТ последовательного возбуждения
Обмотка возбуждения подключена последовательно с обмоткой якоря, поэтому IВ=IЯ=I. По второму закону Кирхгофа напряжения питания уравновешивается противо э.д.с. Е и падением напряжения не сопротивлениях обмоток якоря, возбуждения иRД.
U = E + I · R, (1) где
E = c · n · Ф,(2)
R = RB + RЯ + RД,
n– частота вращения,
Ф – магнитный поток,
p N
с =конструктивный коэффициент двигателя, где
60a
р – число пар полюсов;
N– число активных проводников обмотки якоря;
а – число параллельных ветвей обмотки якоря.
Подставим (2) в (1) и найдем частоту вращения якоря:
U – IR
n = (3)
сФ
Для двигателя последовательного возбуждения режим холостого хода невозможен, так как при токе якоря, близком к нулю, ток возбуждения и магнитный поток также близки к нулю, частота вращения двигателя увеличивается в несколько раз по сравнению с номинальной и двигатель «идет вразнос».
Поэтому двигатель всегда пускают при нагрузке не менее 25% от номинального значения. С исполнительным механизмом двигатель должен иметь жесткое соединение (муфта, редактор), ременная передача с таким двигателем не допускается.
Рабочие характеристики двигателя – это зависимости n,P1,M,IЯи кпд η приUHOM=const(рис. 2). Зависимость η =f(P2) типичная для электрических машин.
Р1(IЯ)
η
М
n
0 0,25 0,5 0,75 1,0 Р2/р2ном
Рис. 2Рабочие характеристики ДПТ последовательного возбуждения.
В пределах 0,25Р2≤ Р2≤ Р2НОМкпд мало меняется. Потребляемая из сети электрическая мощность Р1= Р2/ η , поэтому с учетом изменения кпд зависимость Р1=f(Р2) близка к линейной (несколько вогнута). С другой стороны Р1=U·IЯ, откуда следует, что приU=constзависимостьIЯ=f(Р2) имеет такой же вид, что и Р1=f(Р2).
Для двигателя с последовательным возбуждением формула (3) принимает вид:
U – I · (RB + RЯ + RД)
n =
с · Ф
n=f(I) – электромеханическая характеристика.
При малых токах возбуждения магнитный поток пропорционален току якоря (Ф = сФIЯ), так какIЯ=IВ. Тогда
U – IЯ ·(RB + RЯ + RД) с1 RB + RЯ + RД
n = = – (4) , где
c · Ф IЯ сI
U
с1 = , сI = c·cФ– постоянные коэффициенты.
c·cФ
Из (4) следует, что при ненасыщенном магнитопроводе зависимость n=f(IЯ) имеет вид гиперболы. При больших токах якоря наступает насыщение магнитопровода, магнитный поток и частота вращения остаются почти неизменными.
Так как между током якоря IЯи мощностью Р2зависимость близка к линейной, то рабочая характеристикаn=f(P2) имеет описанный ранее вид и показана на рис. 2.
Механическая характеристика двигателя n=f(М) приUHOM=constимеет вид, похожий на гиперболу, причем с учетом насыщения магнитопровода при больших токах якоря (больших моментах) частота вращения меняется мало (рис. 3). Такая характеристика называется мягкой.