Регулировка частоты вращения ДПТ

Уравнение (3.3) показывает, что для управления частотой вращения двигателя можно использовать напряжение на якоре, сопротивление цепи якоря и поток возбуждения. Ток якоря зависит от момента (3.4) и определяется нагрузкой двигателя, поэтому он не может быть параметром управления.

Напряжение на якоре можно менять с помощью транзисторных или тиристорных регулируемых вторичных источников постоянного напряжения. Это наиболее удобный и современный способ. Он экономичен и обеспечивает "жесткие" характеристики, то есть при заданном напряжении якоря частота вращения мало зависит от момента (вследствие малого сопротивления цепи якоря, см. уравнения (3.3, 3.4)). В качестве регулируемого источника напряжения можно использовать ГПТ, однако это техническое решение морально устарело.

Сопротивление цепи якоря изменяют посредством включения в нее дополнительных резисторов. Это позволяет регулировать частоту вращения ДПТ в широких пределах. Однако, характеристики двигателя получаются мягкими, что часто бывает неудобно, и в резисторах бесполезно выделяется большая мощность. Кроме того, обгорают контакты, подключающие резисторы. Все это ограничивает применение такого способа регулировки скорости.

Поток возбуждения можно менять, регулируя ток возбуждения. Обычно это делают, включая в цепь возбуждения дополнительные резисторы. Если двигатель не последовательного возбуждения, то ток возбуждения намного меньше тока якоря. Поэтому в дополнительных резисторах выделяется сравнительно небольшая мощность. Механические характеристики получаются жесткими, что обычно и требуется. Однако, такой способ управления позволяет лишь увеличивать скорость двигателя, начиная с основной частоты вращения, которая достигается при максимальном потоке возбуждения.

Регулировка напряжения и тока ГПТ

В соответствии с (3.1 и 3.2) напряжение и ток ГПТ зависят от ЭДС генератора, которую можно регулировать, меняя поток возбуждения и (или) частоту вращения ГПТ.

Поток возбуждения ГПТ можно легко и быстро изменять с помощью электронных устройств, позволяющих отслеживать состояние нагрузки и генератора. Можно также вручную включать в цепь возбуждения резисторы.

Менять частоту вращения ГПТ часто бывает неудобно или невозможно, так как для этого нужно изменять частоту вращения двигателя, который приводит в действие генератор. Поэтому такой способ регулировки напряжения и тока ГПТ применяется мало.

Пуск и реверс ДПТ

При разгоне двигателя вследствие малой скорости ЭДС вращения мала по сравнению с тем значением, которое она имеет в номинальном режиме. Поэтому напряжение источника питания при пуске уравновешивается в основном сопротивлением и током цепи якоря (3.1, 3.2). Сопротивление самого якоря очень мало, и при непосредственном включении ДПТ ток якоря будет в десятки раз больше номинального. Это может привести к перегрузке электрической цепи якоря и к механической аварии вследствие увеличения момента на валу двигателя.

Для ограничения пускового тока последовательно с якорем включают дополнительные резисторы, которые по мере разгона выводят из цепи.

Если двигатель питается от регулятора напряжения, то этот же регулятор используется для пуска.

Чтобы реверсировать ДПТ, нужно изменить направление тока якоря или основного магнитного поля двигателя. Для этого надо поменять полярность включения якоря или обмоток возбуждения.

Пуск ГПТ

При пуске ГПТ с параллельным или смешанным возбуждением сопротивление нагрузки не должно быть меньше некоторого критического значения, иначе обмотка возбуждения не получит достаточно тока для создания нормального магнитного поля.

Если сопротивление нагрузки меньше критического, то нужно сначала включить генератор и подождать, когда ток возбуждения и напряжение якоря достигнут номинальных значений, а затем подключать нагрузку.

Синхронные машины