Станки с числовым программным управлением
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?щий момент равен моменту сопротивления Мс на валу ДПТ, то это уравнение определяет зависимость от Мс, прикладываемого к валу.
Стоит сказать, что здесь мы оперируем величиной электромагнитного момента М, который превышает выходной момент на валу на величину, соответствующую потерям в стали и механическим потерям от трения, но в большинстве практических расчетов можно считать, что эти моменты равны. Коэффициент пропорциональности с = кФ можно считать постоянным для тех ДПТ с НВ, у которых имеются компенсационные обмотки или в случае, когда можно пренебречь влиянием реакции якоря на величину Ф. Вообще-то влияние поперечной реакции якоря на Ф ведет к нарушению линейности механической характеристики по мере увеличения тока.
Из анализа уравнения электромеханической характеристики (формула 1.2) видно, что она может быть представлена прямой линией (рис. 1.2) при неизменных напряжении U, магнитном потоке Ф, создаваемом ОВ и сопротивлением якорной цепи R. Если U = Uном, Ф = Фном и Rд = 0, электромеханическая характеристика называется естественной. При изменении хотя бы одного из указанных параметров электромеханическая характеристика называется искусственной. Таким образом, можно отметить, что ДПТ с НВ обладает лишь одной естественной характеристикой и множеством искусственных.
Нетрудно видеть, что в случае, если I=0, имеет место режим идеального холостого хода и при этом
= = U/кФ == U/c , т.е. и .
С увеличением нагрузки на валу ДПТ возрастает и ток якоря I, т.к. М == сI, а это в свою очередь ведет к падению. В случае, если = 0, то при подведенном к якорю напряжении имеет место режим короткого замыкания, при котором из уравнения (1.2) следует, что Iкз = U/R . Максимальное значение тока короткого замыкания имеет место при Rд = 0, когда R = Rя (Rя - собственное сопротивление обмотки якоря), и оно может в десятки раз превышать величину Iн двигателя, т.к. Iя величина достаточно малая. Реально режим короткого замыкания имеет место, кратковременно, при пуске двигателя и при стопорении двигателя моментом сопротивления.
Рисунок 1.2 - Механическая и электромеханическая характеристики ДПТ с НВ
При прямом пуске двигателя ударные значения тока Iкз>>Iн, поэтому якорная обмотка может быстро перегреться и выйти из строя, кроме того, большие токи негативно влияют и на работоспособность щеточно-коллекторного узла. Cказанное обуславливает необходимость ограничения Iкз до какой-либо приемлемой величины, либо введением дополнительного сопротивления в якорную цепь Rд, либо уменьшением питающего напряжения U. Величина максимально допустимого тока определяется коэффициентом перегрузки по току Кт, обычно принимающим значения от 2 до 5, в зависимости от типа двигателя. Максимально допустимый ток короткого замыкания должен соответствовать неравенству:
. (1.5)
Для микродвигателей обычно осуществляется прямой пуск без добавочных сопротивлений, но с ростом габаритов ДПТ необходимо производить реостатный пуск, особенно если привод с ДПТ используется в напряженных режимах с частыми пусками и торможениями. Практически надо помнить, что только частыми пусками можно сжечь ДПТ, если конечно не ограничивать пусковые токи. С введением Rд в цепь якоря жесткость электромеханической характеристики уменьшается, что и видно из рисунка 1.2.
Из выражения (1.4) следует, что графически механическая характеристика ДПТ с НВ может быть представлена прямой линией с двумя характерными точками - скоростью холостого хода wо и моментом короткого замыкания Мкз, который также называется пусковым. Величина Мкз определяется как Мкз = сIкз = кФU/R . С введением добавочного сопротивления Rд в цепь якоря жесткость механических характеристик также падает, что с успехом используется при регулировании скорости вращения.
Уравнения механической характеристики можно переписать в виде:
, (1.6)
где = MR/ (кФ) = MR/c - перепад скорости, a R = Rя + Rд.
С учетом пропорциональной связи между I и М следует, что график механической и электромеханической характеристик один и тот - же при соответствующем масштабировании по оси абсцисс величин I и М, поэтому часто обозначение по оси абсцисс приводится как М (I).
Из уравнения механической характеристики (1.4) следует, что принципиально может регулироваться изменением напряжения U, магнитного потока Ф, создаваемого ОВ, и сопротивления якорной цепи R.
Одним из основных показателей, характеризующих способы регулирования скорости является диапазон регулирования D, который в электроприводе определяется как отношение максимальной скорости вращения max к минимальной min
= . (1.7)
Как правило, диапазон регулирования представляют в числах в виде соотношения, например 100:1 и т.д. Естественно, диапазон регулирования увязывается с требуемой стабильностью скорости при заданном отклонении момента.
Как следует из выражения (1.4), при изменении питающего напряжения можно получить семейство параллельных механических характеристик (рис. 1.3).
Практически имеется возможность только уменьшать напряжение питания якоря относительно его номинального значения Uн, т.е. при регулировании скорости изменением U должно выполнятся неравенство: Uн , (1.8)
при этом скорость вращения можно регулировать только вниз от основной, соответствующей естественной характеристике. Это обусловлено тем, что уже на стадии своего проектирования ДПТ рассчитывается на конкретное номинальное напряжение, и превышение которого може?/p>