2tom237

6. NAPĘD ELEKTRYCZNY 476

oraz z uwzględnieniem funkcji wartości początkowych

O

•    rri    12 t' rji

—— r_m

g.his) = -

_^Ka

l+sT_m+s²T_mT_e

Jeżeli poprzedni stan przejściowy zaniknął, to wówczas i_aa - 0, zaś prędkości początkowe Q_a są prędkościami stanu jałowego Q_0a przy M_m - 0.

Charakter przebiegów przejściowych zależy od stosunku stałych TJT_C. Gdy stała czasowa elektromechaniczna jest duża (zwykle w napędach małych mocy), wówczas dla T_m > AT_e przebiegi przejściowe mają charakter apcriodyczny. Dla TJT_e < 4 natomiast (co występuje w napędach dużych mocy) pojawiają się oscylacje tłumione w przebiegach prądu i prędkości. Częstotliwość tych oscylacji /₀ maleje z osłabieniem strumienia, zaś tłumienie d zwiększa się

/o

I_

2« JTX,

(6.31)

W maszynach prądu stałego ogólnego zastosowania współczynnik tłumienia w warunkach znamionowych oraz częstotliwość drgań własnych mieszczą się w granicach: d_N « 0,7 -i-1,5, zaś f₀ ta 1,5 -t-4 Hz.

Przykładowe przebiegi prędkości i prądu twornika silnika obcowzbudnego — po przyłożeniu napięcia u_a przy zerowych warunkach początkowych — pokazano na rys. 6.13 [6.1].

Rys. 6.13. Przebiegi prędkości (a) i prądu (b) silnika obcowzbudnego po skoku napięcia u_B 1 — przy T„ < 4T„ 2 — przy T_m > 47;

Stany ustalone silnika obcowzbudnego opisują równania wynikające bezpośrednio z zależności (6.29) i (6.30).

Q=Q₀ fi    (6.32)

przy czym: M_k — moment zwarcia, Q₀ — prędkość kątowa w stanie jałowym. Wielkości te są wyrażone wzorami

U/N prędkość

Przy znamionowych napięciach twornika U _aS i wzbudzenia Q_of,= U_0K/V_eN. Charakterystyki pokazano na rys. 6.14a.

Włączenie dodatkowej rezystancji R_d zwiększa nachylenie charakterystyki; zwiększa się tzw. ustępliwość charakterystyki statycznej

(6.33)

dQ R„    R„ + R_d

d M_e    Wl

Równoczesne włączenie R_d powoduje pogorszenie się sprawności układu na skutek strat mocy i_dR_d. Niekiedy jednak dla niewielkich mocy i krótkotrwałych obciążeń silnika — wówczas, gdy względy na prostotę i taniość układu przeważają nad względami ekonomiki energii — stosuje się załączanie rezystancji dodatkowych w obwód twornika. Przy dużych obciążeniach reakcja twornika powoduje zmniejszenie momentu obrotowego (rys. 6.14c). W celu krótkotrwałego zmniejszenia prędkości obrotowej do wartości a„ przy przewidywanym momencie obciążenia M„ dodatkowy rezystor winien mieć rezystancję wynikającą ze wzoru

Rys. 6.14. Charakterystyki statyczne silnika bocznikowego: a) przy różnych napięciach twornika; b) przy różnych rezystancjach R_d i stałym napięciu znamionowym U_aS; c) jak a), lecz ze skalą momentów aż do zwarcia przy Q = 0

(6.34)

Sprawność elektromagnetyczna zmniejsza się proporcjonalnie do obniżenia prędkości wg wzoru

4cx

Pę

a_0l\ Pi„

(6.35)

przy czym: P_e — moc elektromagnetyczna, P,„ — moc pobrana.

Rys. 6.15. Bocznikowanie twornika silnika obcowzbudnego: a) schemat połączeń silnika; b) charakterystyki: t — naturalna, 2 ■— po zbocznikowaniu