Механическая характеристика ДПТ последовательного возбуждения. График

М=С _м к _ф I _а²

60) Почему ДПТ последовательного возбуждения нельзя использовать при малых моментах сопротивления?

двигатель последовательного возбуждения категорически нельзя запускать без нагрузки: он разгонится до очень большой скорости («пойдет вразнос»), и скорость эта приведет к механическим разрушениям. У двигателей же смешанного возбуждения есть предельная скорость холостого хода и для них пуск без нагрузки не так страшен.

61) Область применения ДПТ последовательного возбуждения

Двигатели с последовательным возбуждением широко распространены в электрическом транспорте (трамвай, метро, троллейбус, пригородные электрические железные дороги, электровозы), а также в подъемных устройствах (электрические подъемные краны). В этих установках необходим большой пусковой момент электродвигателя, так как наибольшее усилие затрачивается на трогании с места. Каждому, вероятно, приходилось видеть, с каким трудом паровоз трогает с места тяжелый поезд. Машинист дает полный пар, а колеса паровоза буксуют, т.е. вращаются на месте. И только после нескольких буксовок поезд медленно трогается с места. Разгон поезда происходит очень медленно, так как ему надо сообщить ускорение, а на это затрачивается большая сила. Электровоз же легко трогает состав с места и быстро набирает скорость. Это происходит потому, что электродвигатели с последовательным возбуждением электровоза развивают большой вращающий момент при пуске.

Если бы на трамвае установить двигатели с параллельным возбуждением, то пассажирам пришлось бы после каждой остановки подталкивать вагон, чтобы помочь ему стронуться с места, а двигатели с последовательным возбуждением легко страгивают вагон с места и быстро разгоняют его. Опасность чрезмерного увеличения скорости вращения трамвайного двигателя с последовательным возбуждением отсутствует, так как даже если все пассажиры выйдут, двигатель будет под нагрузкой, которая состоит из усилия для передвижения пустого вагона.

62)Механические характеристики ДПТ

Схема включения двигателя независимого возбуждения показана на рис. 5.19.

Рис. 5.19.

Механические характеристики.
Механические характеристики двигателей принято подразделять наестественные и искусственные. Естественная характеристика соответствует номинальному напряжению питания и отсутствию добавочных сопротивлений в цепях обмоток двигателя. Если хотя бы одно из перечисленных условий не выполняется, характеристика называется искусственной.
Уравнения электромеханической ω=f(I _я) и механической ω=f(M _эм.) характеристик могут быть найдены из уравнения равновесия ЭДС и напряжений для якорной цепи двигателя, записанного на основании второго закона Кирхгофа:

U _я=E _я+I _я)(R _я+R _д), (5.35)

где R _я – активное сопротивление якоря.
Преобразуя (5.35) с учетом (5.6), получим уравнение электромеханической характеристики

ω=(U _я-I _я(R _я+R _д))/kФ. (5.36)

В соответствии с (5.10) ток якоря I _я=M _эм./kФ и выражение (5.36) преобразуется в уравнение механической характеристики:

ω=U_я/ kФ – (R _я+ R _д)/(kФ) ²)M_эм.. (5.37)

Это уравнение можно представить в виде ω= ω _о.ид.- Δ ω, где

ω _о.ид.=U_я/kФ (5.38)

ω _о.ид - угловая скорость идеального холостого хода (при I_я=0 и, соответственно, М_эм.=0); Δ ω= М_эм. [(R_я+R_д)/(kФ)²]– уменьшение угловой скорости, обусловленное нагрузкой на валу двигателя и пропорциональное сопротивлению якорной цепи.
Семейство механических характеристик при номинальном напряжении на якоре и потоке возбуждения и различных добавочных сопротивлениях в цепи якоря изображено на рис. 5.20,а.

Рис.5.20

Механические характеристики двигателей принято оценивать по трем показателям: устойчивости, жесткости и линейности.
Естественная механическая характеристика, соответствующая (5.37) при R_д=0, изображена прямой линией 1. Механическая характеристика линейная; отклонение от линейного закона может быть вызвано реакцией якоря, приводящей к изменению потока Ф. Эта характеристика жесткая, так как при изменении момента нагрузки и соответственно скорости поток возбуждения не изменяется. Жесткость характеристики уменьшается при введении добавочного сопротивления в цепь якоря (прямые линии 2 и 3 – искусственные реостатные характеристики). Характеристики устойчивые, так как dω/dM_эм.<0, и обеспечивают саморегулирование двигателя, т.е. он автоматически приспосабливается к изменяющейся нагрузке. Увеличение статического момента сопротивления на валу двигателя приводит к уменьшению угловой скорости и ЭДС якоря. Ток якоря, выражение для которого можно записать на основании (5.35),

I_я= (U_я-E_я)/(R _я+ R _д)=(U_я -kωФ;)/(R _я R _д), (5.39)

возрастает. Соответственно растет электромагнитный момент вплоть до нового значения момента сопротивления (переход из точки А в точку В на механической характеристике).
По аналогии на основании (5.37) может быть построено семейство искусственных характеристик при различных значениях U_я или Ф. Анализ таких характеристик будет проделан в разделе исполнительных двигателей постоянного тока (§ 5.7).

63) Перечислить основные способы пуска ДПТ.