Напряжения, подводимого к якорной цепи

Этот способ регулирования скорости вращения является основным, поскольку он позволяет получить высокое качество регулирования при широком диапазоне регулирования и высокой жесткости характеристик [1; 14]. Потери мощности на регулировочных характеристиках практически соответствуют потерям мощности в номинальном режиме. На базе этого способа создаётся большинство замкнутых систем регулирования. Для получения регулируемого напряжения в якорной цепи используется преобразователь, в качестве которого обычно выступает управляемый выпрямитель (это связано с тем, что основным источником питания является трёхфазная сеть), а регулирование частоты вращения осуществляется вниз от номинальной, поскольку повышать напряжение выше номинального мы не можем. Допустимый момент на регулировочных характеристиках соответствует номинальному при условии, что (при этом мы полагаем, что по мере снижения частоты вращения условия вентиляции практически не меняются). Запишем уравнение электромеханической характеристики:

. (4.13)

При изменении напряжения:

, таким образом

,

т.е. изменение скорости обусловлено изменением напряжения.

Регулировочные характеристики представляют прямые линии, параллельные друг другу, следовательно, они имеют одинаковую жесткость, за счет чего обеспечивается высокая стабильность угловой скорости во всем диапазоне регулирования, который определяется выражением:

. (4.14)

В разомкнутой системе диапазон регулирования достигает 10, а в замкнутой 1000 и более.

- относительный перепад угловых скоростей (статизм). Так как и , то статизм увеличивается при снижении скорости. Изменение скорости на характеристике, которое зависит от жесткости характеристики, ограничивает диапазон регулирования скорости.

КПД двигателя в данном случае (без учёта потерь на возбуждение) равен отношению фактической угловой скорости к угловой скорости идеального холостого хода на заданной характеристике.

Потери мощности в якорной цепи при постоянном моменте нагрузки остаются неизменными при регулировании скорости и равны потерям на естественной характеристике. Но поскольку угловая скорость машины в процессе регулирования уменьшается, полезная мощность уменьшается, КПД уменьшается.

Рассмотрим два варианта управления скоростью двигателя изменением напряжения, подводимого к якорной цепи.