WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 18 |

2.4.6.3. Регулировочные характеристики Эти характеристики показывают, как изменяется скорость исполнительного двигателя при изменении коэффициента сигнала, если момент (нагрузка) на валу двигателя остается неизменным. Уравнение регулировочной характеристики (2.74):

На рис.2.27 б показаны зависимости при различных значениях, построенные по этому уравнению. Начальные точки кривых, лежащие на оси абсцисс, характеризуют чувствительность двигателя. Минимальное напряжение, при котором двигатель начинает вращаться, преодолевая заданный тормозной момент, называется напряжением трогания. Даже в идеализированном двигателе регулировочные характеристики являются нелинейными.

2.4.6.4. Мощности управления и возбуждения Ток идеализированного двигателя является чисто активным, поэтому мощности обмоток управления и возбуждения будут определяться следующим образом:

(2.77) Ток управления с учетом выражений для и (2.67 и 2.68):

(2.78) Мощность управления:

(2.79) Аналогично, ток возбуждения:

(т. к. ) (2.80) и мощность в обмотке возбуждения:

. (2.81) При круговом вращающемся поле и неподвижном роторе:

, (2.82) т. е. вся мощность, потребляемая двигателем при круговом поле поровну подводится из обеих обмоток, так как питание является симметричным. Относительные мощности и (по отношению к мощности ) можно определить по формулам:

; (2.83) Рис.2.28. Зависимости мощностей управления и возбуждения (а) и механической мощности (б) идеализированного двигателя с амплитудным управлением от относительной частоты вращения.

. (2.84) Графики зависимости относительных мощностей и возбуждения (рис. 2.28) наглядно показывают следующие характерные особенности исполнительных двигателей:

а) мощность обмотки управления резко падает с уменьшением коэффициента сигнала так, что с точки зрения уменьшения мощности управления выгодно работать при малых коэффициентах сигнала;

б) при пуске мощность обмотки возбуждения не зависит от коэффициента сигнала. Объясняется это тем, что при неподвижном роторе обмотки управления и возбуждения электромагнитно не связаны между собой и не могут влиять друг на друга.

2.4.6.5. Механическая мощность Механическая мощность двигателя в относительных единицах. (2.85) При заданном коэффициенте сигнала максимум механической мощности имеет место при скорости, определяемой из уравнения или, отсюда (2.86) Следовательно, максимальную мощность двигатель развивает при скорости, равной половине скорости холостого хода. Подставляя в выражение для, получим максимальное значение механической мощности:

. (2.87) Очевидно, что при скорости, равной нулю, и при холостом ходе механическая мощность равна нулю. На рис.2.28б показаны изменения механической мощности в зависимости от величины при разных коэффициентах сигнала, построенные с использованием выражения (2.87). Из этих графиков следует, что при уменьшении эффективного коэффициента сигнала использование исполнительного двигателя ухудшается.

Характеристики реального двигателя с амплитудным управлением. В реальном двигателе при скорость холостого хода больше, чем в идеализированном. Объясняется это тем, что с повышением относительной скорости ротора его индуктивное сопротивление сильнее влияет на ток ротора обратной последовательности, чем на ток прямой последовательности. Эти токи можно определить из схем замещения ротора по формулам (2.88) из которых следует, что при увеличении относительной скорости влияние индуктивного сопротивления на ток прямой последовательности уменьшается, а на ток обратной последовательности – увеличивается, т. к.. Поэтому в реальном двигателе поток обратной последовательности меньше, чем в идеализированном, в связи с чем уменьшается и тормозит момент, образуемый этим потоком, что приводит к некоторому увеличению скорости вращения. Второй особенностью реальных механических характеристик является их криволинейность. Это также обусловливается, в основном, влиянием индуктивных сопротивлений двигателя, нарушающих линейную зависимость тока ротора от его относительной скорости.

Регулировочные характеристики реального двигателя проходят выше характеристик идеализированного двигателя. Иными словами, при заданном относительном моменте требуемая скорость в реальном двигателе будет достигнута при меньшем коэффициенте сигнала.



Только при малых значениях регулировочную характеристику можно считать линейной, положив.

Мощности управления и возбуждения у реального двигателя. Ток возбуждения у реального двигателя практически не зависит от режима работы. Поэтому мощность возбуждения остается примерно постоянной при всех значениях и. Мощность обмотки управления также не зависит от скорости вращения, но сильно меняется с изменением коэффициента сигнала, т. к.

, где полное сопротивление обмотки управления.

Коэффициент мощности имеет максимум при пуске и равен 0,50,6 (у двигателя с полнм ротором). С возрастанием скорости уменьшается. КПД у двигателя с полым немагнитным ротором невелик и равен 1020% при и (рис. 2.29). Низкая величина КПД объясняется большими потерями в роторе (изза увеличенного сопротивления) и в статоре (изза очень большого тока холостого хода).

Рис. 2.29. Зависимость КПД реального двигателя с амплитудным управлением от относительной скорости вращения.

С уменьшением коэффициента сигнала КПД уменьшается, т.к. резко снижается полезная мощность, а потери и в статоре и в роторе уменьшаются сравнительно мало.

2.4.7. Исполнительный двигатель с фазовым управлением Напряжения прямой и обратной последовательностей (как было показано выше):

Рассмотрим работу идеализированного двигателя с фазовым управлением при упрощающем предположении. При этом эффективный коэффициент сигнала, где угол между векторами и. Так как в данном случае, то из векторной диаграммы (рис. 2.30) Рис. 2. 30. Векторная диаграмма напряжений управления и возбуждения при фазовом управлении асинхронного двухфазного двигателя.

модуль напряжения прямой последовательности (2.89) а обратной последовательности (2.90) Так как в данном случае полные сопротивления соответствующих схем замещения равны ;, то выражения для токов принимают вид:

(2.91) Если пренебречь всеми сопротивлениями обмоток, кроме активного сопротивления, то полные сопротивления схемы замещения (2.92) В этом случае выражения для токов прямой и обратной последовательностей принимают вид:

(2.93) 2.4.7.1. Механические и регулировочные характеристики идеализированного двигателя Электромагнитная мощность с учетом выражения для и (2.93):

(2.94) Следовательно, электромагнитный момент (2.95) Принимая за базовую величину момент при круговом вращающемся поле и неподвижном роторе, находим относительное значение момента:

(2.96) Следовательно, (2.97) Рис.2.31. Механические (а) и регулировочные (б) характеристики идеализированного двухфазного асинхронного двигателя при фазовом управлении.

Механические характеристики (рис.2.31а) прямолинейны и параллельны. Наклон их при малых коэффициентах сигналов меньше, чем при амплитудном управлении (пунктирные линии). Это объясняется тем, что при одном и том же коэффициенте сигнала ток обратной последовательности при фазовом управлении больше, чем при амплитудном, вследствие чего, при фазовом управлении будет меньшей и скорость холостого хода.

Данное обстоятельство является существенным преимуществом фазового управления. Особенно ярко это преимущество проявляется при сравнении регулировочных характеристик. Как следует из выражения для регулировочные характеристики идеализированного двигателя при фазовом управлении линейны (рис.2.31б).

Характеристики реального двигателя при фазовом управлении нелинейны, а скорость холостого хода при будет больше, чем у идеализированного двигателя, что обусловлено влиянием индуктивных сопротивлений ротора и статора.

2.4.7.2. Мощность управления Фазовое управление применяется сравнительно редко изза большой мощности управления при малом коэффициенте сигнала.

Так при неподвижном роторе полная мощность обмотки управления, (2.98) т. е. не зависит от коэффициента сигнала, т. к. амплитудное значение напряжения управления остается неизменным, а обмотки управления и возбуждения электромагнитно не связаны. Другим недостатком фазового управления является сложность регулирования фазы управляющего сигнала.

2.4.8. Исполнительный двигатель с амплитуднофазовым управлением (конденсаторная схема) Схема включения имеет вид (рис. 2.40а):





Рис.2.32. Схема исполнительного двигателя при амплитуднофазовом управлении (а) и его векторная диаграмма при круговом вращающемся поле (б).

Напряжение управления имеет ту же фазу, что и напряжение сети, т. е., а напряжение возбуждения будет сдвинуто по фазе относительно на некоторый угол, величина которого определяется падением напряжения на емкости. При этом (2.99) Так как при изменении напряжения управления или скорости вращения двигателя изменяется величина тока в цепи возбуждения, то будет изменяться по величине и фазе также и напряжение.

Если подобрать коэффициент сигнала и емкость так, чтобы поле было круговым, то векторная диаграмма напряжений будет иметь вид (рис. 2.32б). В этом случае будут существовать только поле и токи прямой последовательности, причем (2.100) Подставив сюда значения токов в фазах управления и возбуждения и, (2.101) где:

и активное и реактивное сопротивления схем замещения двигателя для фазы управления.

то же, для фазы возбуждения, получим (2.102) или.

Отсюда ;.

Условия, необходимые для создания кругового поля ;. (2.103) Величина емкости и коэффициента сигнала выбирают такими, чтобы круговое поле получалось при неподвижном роторе, т. е., чтобы и, (2.104) где индекс “k” означает, что сопротивления и берутся при неподвижном роторе (режим короткого замыкания).

2.4.8.1. Механические характеристики В реальном исполнительном двигателе с амплитуднофазовым управлением регулируется напряжение управления. Ток возбуждения при этом практически не меняется изза большой величины намагничивающего тока, вследствие чего напряжение на обмотке возбуждения изменяется в сравнительно небольших пределах. Поэтому характеристики двигателя при данном способе управления будут близки к характеристикам при амплитудном управлении.

Рис. 2.33. Механические (а) и регулировочные (б) характеристики реального (сплошные линии) и идеального (пунктирные) асинхронного двухфазного двигателя при амплитуднофазовом управлении.

На рис. 2.33а показаны механические характеристики реального двигателя при амплитудно фазовом управлении (сплошные линии) и идеализированного двигателя при амплитудном управлении (пунктирные линии). При относительная скорость холостого хода меньше единицы. Это объясняется тем, что круговое вращающееся поле имеет место только при. При вращении ротора сопротивление его меняется, а следовательно, несколько меняются ток возбуждения и напряжение на обмотке возбуждения. Таким образом, даже при появляется обратное вращающееся поле, которое снижает скорость холостого хода по сравнению с идеализированным двигателем при амплитудном управлении. При скорости холостого хода становятся сначала близкими, а затем даже большими скорости холостого хода для идеализированного двигателя. Это объясняется тем, что действие токов обратной последовательности в реальном двигателе уменьшается по сравнению с идеализированным изза наличия индуктивного сопротивления в обмотке ротора.

Нелинейность механических характеристик двигателя при амплитуднофазовом управлении больше, чем при других методах управления, вследствие увеличения амплитуды обратного поля при повышении скорости вращения.

Общий вид регулировочных характеристик двигателя остается примерно таким же, как и при амплитудном управлении (рис. 2.33б), но линейность их несколько уменьшается.

По мере возрастания скорости двигателя мощность возбуждения увеличивается, так как одновременно происходит некоторое повышение напряжения на обмотке возбуждения изза уменьшения падения напряжения на конденсаторе. Так как в двигателе с полым немагнитным ротором основной составляющей тока статора является ток холостого хода, то ток статора с изменением режима работы двигателя изменяется мало. Мало изменяется и мощность возбуждения, увеличиваясь на 10 – 20% при переходе от режима короткого замыкания к холостому ходу. Мощность управления при амплитуднофазовом управлении, как и при амплитудном управлении, пропорциональна коэффициенту сигнала и сравнительно мало зависит от скорости вращения. Все другие характеристики (механическая мощность, КПД и др.) при амплитуднофазовом управлении мало отличаются от характеристик двигателя при амплитудном управлении.

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 18 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.