2tom241

6. NAPĘD ELEKTRYCZNY 484

Rys. 6.22. Silnik szeregowy prądu stałego: a) schemat połączeń; b) charakterystyka magnesowania V, - f(ij ł_a, V, — współrzędne punktu pracy; AT^, Ai_a — przyrosty strumienia i prądu

natomiast zależy silnie od prądu, ze względu na nasycanie się obwodu strumienia głównego. Uzupełniając równanie obwodowe (6.52) równaniem mechanicznej równowagi, otrzymuje się przyrostowe transmitancje silnika szeregowego. Dla prędkości

1

Afl(s)	Ve
Aua(s) i+srm+s^2Tmre
	r r, i
AO(s)
A MJs)	i+srm+s^2rmr.

(6.53a)

oraz dla prądu

Ai.OO

G₂(s) =

R.

-sT„

Au_a(s) 1 +sT_m+s²T_mT' 1

(6.53b)

G₄(s) =

Ahfr) _

A M_m(s) l+sT_m+s²T_mT_e

^(1+ x)

W powyższych transmitancjach wprowadzono następujące stałe czasowe oraz współczynniki ważne w niewielkim otoczeniu punktu pracy:

R, = R^

y. Ał₀

_T ^L°^+Lf ' R. ’

T- = J-

Ai₀

R.

(6.54)

¥^(1 + *)

Przy małych obciążeniach stała elektromechaniczna T_m wzrasta, a elektromagnetyczna T_e maleje. Silnik jest powolny, „ociężały”. Przy większych obciążeniach stosunek TJT_e maleje i silnik może wykazywać skłonności do oscylacji w stanach przejściowych.

Informacje o właściwościach silnika szeregowego, niezbędne dla projektanta układów napędowych, zawierają nie tylko dane znamionowe, ale również jego charakterystyki

statyczne katalogowe, wyznaczane przez wytwórcę drogą pomiarową. Na rysunku 6.23b pokazano charakterystyki katalogowe naturalne odpowiadające schematowi z rys. 6.23a przy zasilaniu silnika napięciem znamionowym U_aK. W dowolnym punkcie charakterystyki naturalnej prądowi i_an odpowiadają: prędkość Q„ oraz moment M_a.

1-1' stanie ustalonym silnika szeregowego prędkość obrotową opisują następujące równania:

(6.55)

Odciążony silnik szeregowy przy zmierzającym do zera prądzie i_a — wówczas, gdy strumień V_e(i_a) zmniejsza się do bardzo małych wartości — „rozbiega się” osiągając niebezpiecznie duże prędkości obrotowe.

Często wprowadza się pojęcie charakterystyki granicznej [6.4] wyrażonej jako

W ten sposób możliwy jest zapis charakterystyki w' postaci podobnej jak dla silnika bocznikowego

(6.56)

Włączenie dodatkowej rezystancji w obwód twornika zwiększa nachylenie charakterystyki i pogarsza sprawność

(6.57)

Dodatkową rezystancję dobiera się na podstawie zadanych wartości momentu M_ex i prędkości Q_x, przy której ten moment ma być rozwijany. Z charakterystyki katalogowej wyznacza się dla zadanego momentu prąd i_ax oraz prędkość (2_nx na charakterystyce naturalnej. A stąd

o

iaN ian    !*a

Rvs. 6.23- Stany ustalone napędu z silnikiem szeregowym: a) schemat połączeń; b) charakterystyki naturalne A/„, Q_n — moment i prędkość na charakterystyce naturalnej przy prądzie i_an

(6.58)