Энергетические режимы работы двигателя
Электрическая машина обладает свойством обратимости, то есть может работать как генератором, так и двигателем, переход из одного режима в другой происходит без изменения схемы включения [9; 14].
Энергетический режим работы машины может быть определен, исходя из направления двух переменных: электрических ЭДС (Е) и тока (I) или механических момента (М) и скорости (ω). При одинаковом направлении скорости и момента и разных направлениях ЭДС и тока имеет место двигательный режим. При противоположном направлении скорости и момента и одинаковом направлении ЭДС и тока имеем генераторный режим.
Граничными между генераторным и двигательным режимами являются режимы холостого хода и короткого замыкания, которых одна из электрических или механических переменных равна нулю. При холостом ходе М=0 и I=0, а при коротком замыкании ω=0 и Е=0.
Рассмотрим основные режимы работы электрической машины (рис. 4.2)
1. Двигательный режим М>0, , момент и направление вращения совпадают (характеристика I);
2. Режим холостого хода М=0, , двигатель не получает энергию из сети, за исключением энергии на возбуждение I=0 (с вала двигателя энергия тоже не снимается), (т. А - на характеристике);
3. Генераторный режим при работе машины параллельно с сетью (торможение с рекуперацией энергии в сеть) М<0, , (ток совпадает с ЭДС по направлению), ток и момент меняют свои направления, момент становится тормозным. Двигатель получает энергию от рабочей машины и отдает её в сеть. (характеристика II);
4. Режим короткого замыкания , I=Iкз, М=Мкз, Е=0, Iкз = , электрическая энергия поступает из сети и рассеивается в виде тепла в якорной цепи, механическая энергия с вала не отдаётся. (т. В - на характеристике);
5. Режим работы генератора последовательно с сетью (торможение противовключением) М>Мкз, за счет изменения направления скорости ЭДС также меняет свою полярность, ток в якоре совпадает по направлению с приложенным напряжением и ЭДС . Электрическая энергия, поступающая из сети и вырабатываемая самой машиной, рассеивается в виде тепла в якорной цепи. (характеристика III)
6. режим автономного генератора (рис. 4.3) (динамическое торможение), якорь двигателя отключается от сети и замыкается на тормозной резистор. Механическая энергия, накопленная в системе, выделяется в виде тепла в якорной цепи. Этот режим используется на практике как тормозной. (характеристика IV).
Рис. 4.3. Схема включения ДПТ НВ в режиме автономного генератора
Из уравнения механической характеристики очевидны основные способы регулирования частоты вращения ДПТ НВ:
- механическая характеристика
- электромеханическая характеристика
1) изменением сопротивления якорной цепи R,
2) изменением магнитного потока Ф,
3) изменением приложенного напряжения U.
Регулирование частоты вращения двигателей