Номинальное сопротивление двигателя

При построении искусственных характеристик двигателя удобно пользоваться понятием номинального сопротивления двигателя т. е. такого сопротивления якорной цепи двигателя, при котором по обмотке неподвижного якоря при питании его от сети с номинальным напряжением протекает ток, равный номинальному. Этому режиму соответствует электромеханическая характеристика 1 на рис. 2.9. Для номинального режима справедливо, следовательно, т. е. номинальное сопротивление пропорционально отрезку аЬ. Но согласно отрезок аЬ равен статическому перепаду скорости при номинальной нагрузке и сопротивлении |якорной цепи, равном номинальному.
Таким образом, определив по паспортным данным согласно номинальное сопротивление якоря Ruом» можно построить электромеханические характеристики двигателя при любом заданном сопротивлении /?я, используя соотношение (2.15), из которого нетрудно вывести пропорциональную зависимость для характеристик 2 и 3.
Уравнение энергетического баланса якорной цепи двигателя при номинальном режиме работы (со=о)ном» /я=/ном) можно представить в виде, где /пот — мощность потерь.
С учетом того что при номинальной нагрузке КПД двигателя близок к номинальному, а при этом теряемая в якорной цепи двигателя мощность составляет приблизительно половину всех потерь, можно записать для номинального режима.
Рассмотрим режимы работы двигателей постоянного тока независимого возбуждения, которые определяются приложенным к якорю двигателя напряжением, а также направлением и значением ЭДС якоря. При работе двигателя в точке идеального холостого хода со=с; 1=0 приложенное к якорю напряжение полностью уравновешивается ЭДС, наводимой в якоре, т. е. V—E согласно (2.9). При увеличении скорости со (со>о)о) ЭДС превышает напряжение сети, т. е. £=&Ф(о>£/, и согласно (2.9) ток /<0. С изменением направления тока изменяет направление и электромагнитный момент двигателя, становясь тормозным, для его преодоления на вал двигателя должна поступать энергия W0 от механизма, которая преобразуется двигателем в электрическую W3 и отдается в сеть. Этого режим рекуперативного торможения. В диапазоне скорости от соо до нуля имеет место двигательный режим, при котором машина потребляет электрическую энергию из сети, преобразует ее в механическую WM, преодолевая моменты сопротивления, не превосходящие Мк. Соотношение ЭДС двигателя и напряжения сети в этом режиме определяется выражением £/>£ при встречном направлении напряжения и ЭДС.
В точке короткого замыкания двигатель неподвижен, ЭДС £=0. Двигатель потребляет электрическую энергию из сети, которая полностью теряется в его якорной цепи в виде теплоты.
При изменении направления вращения согласно изменяет свой знак и ЭДС. Машина переходит работать, в режим торможения противовключением, будучи включенной последовательно с сетью, т. е. направления приложенного к якорю напряжения и ЭДС двигателя совпадают. В режиме противовключения машина потребляет с вала механическую энергию и преобразует ее в электрическую которая вместе с потребляемой от сети дополнительной электрической энергией преобразуется в теплоту в сопротивлениях якорной цепи.
На рис. 2.12,а представлена схема силовой цепи двигателя, обеспечивающая все рассмотренные режимы, а на рис. 2.12,6 показаны соответствующие характеристики.
При замкнутых контактах двигатель работает на характеристиках 1В — вперед—1Н — назад при замкнутых контактах ускорения Ку и противовключения Сп; на характеристиках 2В (2Н) —при разомкнутом Ку и замкнутом Кп контактах; на характеристиках ЗВ (ЗН) — при разомкнутых контактах /Су и Кп- При реактивном моменте сопротивления Мс,р имеем двигательный режим в I и III квадрантах. При активном моменте сопротивления, равном Мс>а, двигатель может иметь следующие режимы: двигательный режим при работе на характеристиках 1В и 2В — подъем груза; режим противовключения при работе на характеристике ЗВ (так называемый тормозной спуск груза); режим рекуперативного торможения при работе на характеристиках 1Н, 2Н, ЗН (также тормозной спуск груза, но с более высокими скоростями). Режим торможения противовключением имеет место также при реверсе двигателя (изменении направления вращения).
Для реверса двигателя достаточно изменить полярность питающего якорь напряжения или направление потока, для чего следует изменить полярность питающего обмотку возбуждения напряжения. Но поскольку обмотка возбуждения об-индуктивностью, то ток в ней, а следовательно, и поток при изменении полярности изменяются значительно медленнее, чем ток в якорной цепи. Поэтому реверс двигателей предпочтительнее осуществлять изменением полярности питающего якорь напряжения. При М=Мс, р, размыкании контактов Я /Су, Кп и замыкании контактов Ка двигатель при скорости ©i переходит работать с характеристики 1В на характеристику ЗН и работает в диапазоне изменения скорости от Щ| до нуля в режиме противовключения.
Широко распространен режим динамического торможения двигателей, который обеспечивается отключением его от сети и замыканием якорной обмотки на сопротивление динамического торможения. На схеме рис. 2.12,а этот режим получается при размыкании контактов и замыкании контакта торможения.
На рис. 2.13 показан переход из двигательного режима при скорости со с в режим динамического торможения по характеристикам 1ДТ или 2ДТ, которые соответствуют одному и тому же состоянию схемы рис. 2.12,а, когда все контакты разомкнуты, кроме /Ст, но отличаются значением сопротивления динамического торможения. При этом характеристика 1ЦТ соответствует большему значению.