Механические характеристики электроприводов серии ПМУ, ПМУ-М, ПМУ-П и ПКВ

Механические характеристики электродвигателя в регулируемом электроприводе существенно отличаются от его естественной характеристики. Если система регулирования разомкнутая, без обратных связей, то уравнение механической характеристики привода с двигателем постоянного тока имеет вид

n= , (6.1)

где n - скорость вращения, U - напряжение на якоре, Ф - магнитный поток возбуждения, М - вращающий момент, Р - сопротивление цепи якоря, I - ток якоря, С ₁, С ₂-постоянные, связанные с конструктивными данными двигателя.

Графически механическая характеристика двигателя постоянного тока с независимым возбуждением изображается прямой линией, пересекающей ось ординат в точке и образующей с осью абсцисс угол α.

Здесь - скорость холостого хода двигателя.

При неизменных напряжениях на якоре и потоке возбуждения угол наклона механической характеристики, а с ним и величина перепада скоростей ∆n между двумя значениями моментов вращения (например, от 0,25 Мн до 1,0 Мн) тем больше, чем больше сопротивление цепи якоря (кривые 1 и 2 рис. 6.8).

С уменьшением напряжения U, приложенного к якорю угол наклона α не изменяется () но вся характеристика смещается вниз (прямые 2 и 3 рис. 6.8). При этом абсолютное значение перепада скоростей не изменяется, но относительный перепад скоростей растет в связи со снижением скорости идеального холостого хода.

Ослабление магнитного потока возбуждения двигателя вызывает изменение обоих членов правой части уравнения (6.1). Уменьшение знаменателя первого члена приводит к увеличению значения скорости холостого двигателя , а уменьшение знаменателя второго члена к увеличению угла наклона характеристики. Таким образом, перепад скоростей растет.

Данный подход реализован в серии ПМУ привода серии ПКВ. В этих приводах цепь якоря содержит, кремниевые вентили и обмотки силовых трансформаторов. Регулирование скорости осуществляется введением реостата в обмотку возбуждения, т.е. за счет ослабления магнитного потока. Вследствие этого перепад скоростей на механических характеристиках больше, чем при непосредственном включении двигателя в цепь постоянного тока.

Но в связи с тем, что весь диапазон регулирования скорости невелик (до 1:2) и кремниевые вентили имеют малое сопротивление в прямом направлении, снижение жесткости механических характеристик невелико.

Рис. 6.8. Механические характеристики приводов

Для приводов имеющих в цепи якоря магнитные усилители и селеновые выпрямители, суммарное сопротивление которых имеет значительную величину, уравнения (6.1) принимает вид:

(6.2)

где – напряжение сети (переменного тока), - индуктивное сопротивление рабочих обмоток магнитного усилителя (среднее значение), - активное сопротивление рабочих обмоток магнитного усилителя, -сопротивление селеновых выпрямителей (в направлении проводимости), -коэффициент формы тока.

Характеристики уравнений (6.2) не линейны, угол наклона их к оси абсцисс зависит от скорости и от нагрузки, а перепады скоростей значительно больше, чем при непосредственном включении двигателя в сеть постоянного тока. Несмотря на это приводы серии ПМУ, МПУ-М особенно ПМУ-П имеют механические характеристики с малыми перепадами скоростей, что достигается применением замкнутых систем регулирования с теми или иными обратными связями.