Регулирование частоты вращения ДПТ НВ

Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения может проводиться тремя способами:

1)введением добавочного резистора в цепь якоря;

2)изменением напряжения питания якорной цепи двигателя
при постоянном потоке возбуждения;

3)изменением тока возбуждения, т.е. изменением магнитного

потока двигателя.

При введении добавочного резистора в цепь якоря скорость холостого хода ω₀ остается неизменной, а изменяется наклон механических характеристик, т.е. уменьшается их жесткость (рис. 4).

Данный способ регулирования скорости в настоящее время не используется, поскольку введение добавочного резистора сопряжено с потерями энергии в этом сопротивлении.

Рис. 4. Реостатные механические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения: R1доб> … R4доб – сопротивления ступеней резистора в якорной цепи двигателя

Основным способом регулирования скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ – НВ) является регулирование напряжения, подводимого к якорю двигателя (рис. 5).

Рис. 5. Механические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения при регулировании напряжения якоря:

1 – естественная, соответствующая номинальному напряжению якоря и скорости холостого хода ω₀₁ ; 2...5 – регулировочные, соответствующие пониженному напряжению питания якоря и пониженной скорости холостого хода

При этом скорость можно лишь уменьшать по сравнению с номинальной скоростью, определяемой естественной характеристикой. При уменьшении напряжения якоря уменьшается скорость холостого хода ω₀, а жесткость механических характеристик остается постоянной. Механические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения представляют собой прямые, пересекающие ось ординат в точке идеального холостого хода, величина которой равна ω₀.

Повышение напряжения питания выше номинального не рекомендуется, так как это может ухудшить коммутацию на коллекторе.

Плавность регулирования, отсутствие дополнительных потерь энергии при регулировании и высокая жесткость механических характеристик составляют основные достоинства этого способа регулирования скорости.

Повышение скорости по сравнению с номинальной проводится уменьшением тока (потока) возбуждения. Механические характеристики для этого способа управления показаны на рис. 6.

Рис. 6. Механические характеристики при двухзонном регулировании скорости двигателя постоянного тока

В зоне I скорость двигателя в диапазоне от нуля I до номинальной скорости ω_0н регулируется изменением напряжения якоря при постоянном потоке возбуждения Ф_н. В зоне II регулирование производится изменением тока (потока) возбуждения I при постоянном номинальном напряжении якоря. Соответственно номинальный момент в зоне I регулирования остается постоянным, а в зоне II снижается пропорционально уменьшению потока. Максимально допустимая скорость двигателя при ослаблении поля определяется механической прочностью якоря и условиями коммутации на коллекторе. Эта скорость указывается в каталоге на двигатели.

Ослабление поля используется и при однозонном регулировании скорости для установления основной (максимальной) скорости. В отличие от синхронных и асинхронных двигатели постоянного тока не имеют жестко определенной номинальной скорости. В каталогах указывают номинальную и максимальную скорости. Например, если указано, что двигатель мощностью 100 кВт имеет номинальную скорость 1000 об/мин и максимальную 2000 об/мин, то номинальная скорость, например 1600 об/мин, может быть установлена в этих пределах выбором соответствующего значения тока возбуждения. При этом мощность двигателя останется равной 100 кВт. Это удобно при конструировании кинематической схемы рабочей машины.