Электроприводы постоянного тока

ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Основные уравнения
Схема электропривода с двигателем постоянного тока
М = kФI - электромагнитный момент (1),
где k- конструктивный параметр машины
E = kФω - ЭДС вращения (2)
U-E = IR - со вторым законом Кирхгоффа для якорной цепи машины (3)

Характеристики и режимы при независимом возбуждении, U=const
- электромеханическая характеристика (4)
Схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения

- механическая характеристика (5)
Характерные точки: М= 0, и ω = ω0, I = Iкз, М = Мкз; при Ф = const
Скорость соответствует режиму идеального холостого хода: М= 0,
E = U и направлены встречно
Механические (электромеханические) характеристики электропривода
постоянного тока независимого возбуждения при U = const
– перепад скорости под влиянием нагрузки

Тормозные режимы:
Торможение с отдачей энергии в сеть (рекуперативное) или генераторный режим работы параллельно с сетью;
Торможение противовключением или генераторный режим работы последовательно с сетью
Первый случай
Второй случай
Динамическое торможение или генераторный режим работы независимо от сети

Характеристики и режимы при независимом возбуждении, I=const
I = const (6)
М = kФI = const (7)
U = E + IR = kФω + IR, (8)
Схема и характеристики электропривода двигателя постоянного тока независимого возбуждения при питании от источника тока

Характеристики и режимы при последовательном возбуждении
Схема двигателя постоянного тока последовательного возбуждения
Характеристика намагничивания машины постоянного тока

Зависимость между скоростью двигателя и развиваемым им моментом в установившемся режиме
Поток возбуждения и ток в якоре двигателя связаны между собой линейной зависимостью
.
.
Тогда
а поскольку M = kФI = kαI2,
то
.
Механическая характеристика двигателя последовательного возбуждения
(9)
(11)
(10)

Характеристики двигателя последовательного возбуждения
в относительных величинах
Схема и характеристики при динамическом торможение с самовозбуждением

Мощность, развиваемая двигателем в режиме динамического торможения, целиком рассеивается в сопротивлениях якорного контура, то есть (-I)2R = – Mω,
откуда
(12)
Характеристики в тормозном режиме при самовозбуждении

Номинальный режим. Допустимые значения координат
Номинальные данные: номинальные напряжение Uн, В; ток Iн, А; мощность на валу Рн, кВт; частота вращения nн, об/мин ( 1/c); КПД ηн; напряжение возбуждения Uвн, В; ток возбуждения Iвн (для двигателей независимого возбуждения), момент инерции Jн, кг⋅м2, исполнение двигателя IP.
(13)
и Мн = kФнIн
Половина номинальных потерь ΔРн – это потери в меди обмотки: 0,5 ΔРн ≈ Iн2Rя,
откуда
(14)
Номинальный электромагнитный момент Мн = kФнIн
Номинальный момент на валу