Характеристики и режимы электропривода при питании якорной цепи от источника тока

В ряде применений якорная цепь двигателя постоянного тока независимого возбуждения питается не от источника напряжения, как в предыдущем случае, а от источника тока — рис. 3.18. При этом, естественно, сохраняют силу фундаментальные соотношения (3.1) — (3.3), однако свойства электропривода радикально изменяются.

Электромеханическая и механическая характеристики представлены теперь вертикальными прямыми (рис. 3.19)

и

и привод приобретает новое свойство «источника момента». Это связано с тем, что источник питания — источник тока — нейтрализует действие ЭДС, она теперь уже не играет роли внутреннего регулятора и не влияет на скорость. В свою очередь, напряжение становится зависимой переменной

и характеристика (рис. 3.19) определяет

энергетические режимы работы электропривода. Режима идеального холостого хода в рас сматриваемой структуре нет — «источник момента».

Двигательный режим соответствует участку ab в I квадранте: т.е. механическая энергия поступает к потребителю — технологической машине, — электрическая энергия поступает к своему потребите-

лю — двигателю.

Режим короткого замыкания — точка а, здесь

На участке т.е. механическая энергия поступает от техно-

логической машины и, преобразуясь в электрическую, передается в якорную цепь; по-прежнему — электрическая энергия от источника тока также поступает в якорную цепь. Этот режим мы определили раньше как торможение противовключением.

В точке — режим динамического торможения: вся поступив-

шая механическая энергия рассеивается в сопротивлениях якорной цепи.

И, наконец, на участке — рекуперативное тормо-

жение, если источник тока позволяет передать энергию в сеть. Если источник тока обладает односторонней проводимостью (пунктир на рис. 3.18), этого режима не будет, и электропривод будет продолжать работать в режиме динамического торможения (полужирная штриховая линия на рис. 3.19).

При питании якорной цепи от источника тока реостатное

регулирование осуществляется включением добавочного резистора параллельно якорю (рис. 3.20, а); характеристики при этом существенно изменяются, появляется возможность регулировать как момент, так и скорость.

Для схемы на рис. 3.20, а реостатные характеристики можно получить из основных уравнений (3.1) и (3.2)

и

дополненных уравнениями для электрических цепей:

Здесь мы использовали относительные величины, приняв за базовые, как и раньше,

Совместное решение уравнений дает:

Наличие контура якорь — дополнительный резистор, в котором реализуется действие ЭДС вращения приводит к характеристикам, аналогичным традиционным, получаемым при питании якоря от источника напряжения. Отличие, однако, состоит в том, что скорость идеального холостого хода

теперь зависит от сопротивления дополнительного резистора а момент короткого замыкания

при малых практически не зависит от

Таким образом, в системе источник тока — двигатель с шунтирующим резистором общей точкой механических характеристик при

является точка короткого замыкания, тогда как в систе-

ме источник напряжения - двигатель при — точка идеального

холостого хода. Примеры механических характеристик при изменении приведены на рис. 3.20, б. Напряжение на выходе источника тока изменяется при практически пропорционально скорости:

Из графиков на рис. 3.20, б следует, что реостатное регулирование скорости в системе источник тока — двигатель более благоприятно при малых скоростях как с точки зрения жесткости характеристик — она тем выше, чем меньше скорость, так и с точки зрения потерь — они уменьшаются с уменьшением скорости.

Изменяя магнитный поток машины в соответствии с (3.18) можно получить семейство вертикальных механических характеристик от

до т.е. при неуправляемом силовом преобразователе — источни-

ке тока — электропривод приобретает свойство управляемого по цепи возбуждения «источника момента». Эта особенность электропривода может быть особенно эффективно использована в замкнутых структурах.