Регулирование путем изменения напряжения

Примем Rд=0,Φ=Φн=const,U=var. Так как в этом случае напряжение на якоре может отличаться от номинального, то механическая характеристика в относительных единицах запишется выражением:

ν=u−μ, (2.21)

где u=U/Uн – относительное значение напряжения на якорной обмотке.

В соответствии с выражением (2.21) при регулировании скорости и μ=const характеристики имеют вид – рис. 2.5. В данном случае и далее, при построении характеристик предполагается реактивный характер момента на валу двигателя.

Рис. 2.5. Регулировочные характеристики при изменении напряжения на якоре

Из уравнения (2.21) нетрудно найти диапазон регулирования скорости ν [0,(1−μ)] при изменении регулирующей координаты в диапазоне u [μ,1]. Передаточный коэффициент регулирования kν=Δν/Δu=1 или, переходя к абсолютным величинам, получим:

1=ω/ω0×Uн/U.

Отсюда

kω=ω/U=ω0/Uн=1/(KΦ). (2.22)

Теперь примем скорость постоянной (ν=const) и рассмотрим регулирование момента. Согласно (2.21) при этом регулировочные характеристики имеют тот же вид, что и при регулировании скорости (рис. 2.5), диапазон регулирования момента равен μ [0,(1−ν)] при изменении регулирующей координаты в диапазоне u [ν,1]. Передаточный коэффициент регулирования kμ=Δμ/Δu=1. Перейдя к абсолютным величинам, получим

1=MUн/MпU.

Отсюда

kμ=M/U=KΦ/Rя. (2.23)

Для оценки энергетической эффективности в процессе регулирования рассмотрим как меняется электромагнитный к.п.д. двигателя, который в общем случае определяется отношениями

ηэ=Pэ/Pп=Mω/(UI)=KΦIω/(KΦω0I)=ω/ω0= , (2.24)

где Pэ,Pп – соответственно электромагнитная и потребляемая мощность двигателя, – относительная скорость. Выше мы уже обозначали относительную скорость через ν:

ν=ω/ω0н, (2.25)

где ω0н – скорость холостого хода при питании двигателя номинальным напряжением.

Из (2.24) и (2.25) с учетом (2.8) получим

=ν/u, ν= u. (2.26)

Подставим ν из (2.26) в (2.21) и с учетом (2.24) получим

ηэ= =1−μ/u. (2.27)

Нетрудно на основе тех же исходных соотношений представить выражение для электромагнитного к.п.д. в другом виде:

ηэ= =ν/(ν+μ). (2.28)

Выражения (2.27) и (2.28) позволяют определить, как изменяется к.п.д. двигателя в процессе регулирования.