2.2.3 Искусственная характеристика
В отличие от предыдущей задачи, паспортные данные дополняются величиной дополнительного сопротивления RX1, изменяющего общее сопротивление в цепи якоря (RЯ + Rx).
Как отмечалось, точка идеального холостого хода (М0, ω0) является общей для семейства характеристик и определяется в предыдущем разделе 2.2.2. Определим координаты (МХ1, ωХ1). Если нагрузка на вал двигателя не известна, то МХ1=МН - она соответствует номинальной.
На основе (2.6) составляем пропорцию
, (2.8)
Предварительно определив ЕХ1 из (2.1) (здесь остается U=Uн, Iя=Iян, а RX=RX1), решим (2.9) относительно ωХ1.
Строим искусственную характеристику 2 (рис. 2.1), соединяя прямой точки ω0 и Х1, соответствующую координатам (МХ1=МН, ωХ1).
Искусственные характеристики также рассчитываются для идеального холостого хода при падении напряжения сети U и при ослаблении магнитного потока Ф.
Обе характеристики строится по точкам [M0, ω] и [Mн, ω(Mн)]. Исходя из выражения (2.5) получаем:
, (2.5.1)
, (2.5.2)
ku – коэффициент падения напряжения;
kφ – коэффициент ослабления магнитного потока (0..1) Ф;
Uп – напряжение сети, В;
Uн – номинальное напряжение, В.
, (2.5.3)
Строим искусственную
характеристику при напряжении
сети
соединяя
прямой точки
[M0,
ω] и
[Mн,
ω(Mн)],
при kφ=1.
Для нахождения координат прямой
идеального холостого хода при ослабленном
потоке
,
воспользуемся выражениями 2.5.2 и 2.5.3, при
ku
= 1. См. (рис. 2.2).
Рис. 2.2 Искусственные характеристики ДПТ НВ
2.2.4 Тормозные характеристики
Сохраняя нагрузку на валу двигателя соответствующей номинальной (а следовательно и ток в цепи якоря), определим параметры тормозных режимов, исходя из известности паспортных данных и задаваемой угловой скорости вала якоря.
Тормозной спуск соответствует режиму, когда двигатель включен на подъем груза, а груз опускается, в следствие неравенства МТ>М. Здесь знак момента положителен, а ω - отрицателен, следовательно характеристика находится во втором квадранте. При заданной величине ωХ2, находим точку X2 с координатами (МХ2=МН, ωХ2) и соединив её с ω0 получаем характеристику тормозного спуска 3 (рис. 2.1). Теперь подсчитываем, какова же должна быть величина дополнительного сопротивления в цепи якоря RX2, чтобы обеспечить этот режим.
Учитывая изменившийся знак ωХ2, а следовательно, и ЕХ2, (см. (2.2.3)), на основе (2.1), получим
(2.0)
При этом ЕХ2 предварительно определим из пропорции
(2.1)
Генераторный режим соответствует положению, когда под действием рабочей машины якорь разгоняется до частоты ω>ω0 при этом E>U и на основе (2.1) IЯ меняет знак (происходит возврат электроэнергии в сеть). Здесь ω остается положительным, момент М в соответствии с током меняет свой знак, следовательно, характеристика находится в четвертом квадранте. По заданному ωХ3 учитывая, что М = МН строим точку и соединяем её с (М0, ω0), получаем характеристику генераторного режима торможения 4 (рис. 2.1).
Определим величину дополнительного сопротивления RХ3, обеспечивающую этот режим. Учитывая изменившийся знак тока из выражения (2.1) получим
(2.12)
Величину ЕХ3 предварительно определим из пропорции
(2.13)
Режим динамического торможения соответствует переводу двигателя в режим генератора с инерционным приводом после отключения его якорной обмотки от сети и замыкания её на дополнительное сопротивление RX4.
Приступая к построению характеристики динамического торможения, следует отметить, что конечной точкой работы генератора с инерционным приводом является начало координат (запасенная энергия исчерпается, остановится якорь, исчезнет ток и момент якоря).
Линейность характеристики сохранится при Ф=const, т.е. сохранении питания от сети обмотки статора (динамическое торможение с независимым возбуждением).
Тогда характеристику можно построить, соединив начало координат с точкой Х4, имеющей координаты (МХ4=МН, ω=ωХ4). Учитывая, что в генераторном режиме знак тока меняется на противоположный, а иН=0 (отключение якоря от сети) из выражения (2.1) получим
(2.14)
предварительно определяя ЕХ4 из пропорции
(2.15)