Пневматический исполнительный механизм

Параметры модели ПР-5

Это недорогой и качественный механизм. Для приводов небольшой мощности он подходит идеально. Процент перегрузки у него крайне низкий. Параметр проводимости в устройстве поддерживается на отметке в 120 мк. При этом частотность колеблется в районе 44 Гц. Многие эксперты говорят о том, что катушка не боится больших перегрузок. Однако расширитель перегорает довольно часто. Блокиратор в стандартной комплектации механизма отсутствует. Мотор для модели подобран мощностью в 4 кВт. Выключатель применятся концевого типа, и работает он очень плавно. Цена на данный механизм стартует от 44 тыс. руб.

Порядок чтения пневматической схемы

Такое затормаживание остановит прицеп при его полном отрыве от тягача во время движения.

Распределитель управляет движением выходных звеньев пневмодвигателя. Электродвигатель с редуктором и передаточными элементами, приводящими в действие исполнительные механизмы устройства расположены внутри алюминиевого каркаса, закрываемого в свою очередь быстросъемным кожухом.

Очистка сжатого воздуха от влаги в них осуществляется термодинамическим или адсорбционным способом. Принципиальные схемы используются при детальном изучении устройства, при его настройке, наладке и поисках неисправностей. Воздух в пневмосистему поступает через воздухозаборник.

В расторможенном состоянии воздух по питающей магистрали через воздухораспределитель заполняет ресивер прицепа, при этом давление в управляющей магистрали отсутствует. Воздух в пневмосистему поступает через воздухозаборник.

Читайте дополнительно: Прокладка кабельных линий в земле пуэ

С транс портера 18 готовые упаковочные единицы поступают на приемный стол, а оттуда укладываются в транспортную тару Приемлемая производительность достигается за счет работы автомата по параллельно-последовательной схеме действия, при которой в первой части технологического цикла шаговым перемещением на всех позициях сменяются изготавливаемые упаковочные единицы. Таблица буквенных обозначений помещена в обязательном приложении к ГОСТ 2.

Очистка сжатого воздуха от влаги в них осуществляется термодинамическим или адсорбционным способом. Атмосферный воздух имеет определенный процент влажности. Если поток прижимает шарик к седлу — клапан поток не пропустит. Таблица 4.

Защитный клапан позволяет двигаться воздуху только в направлении к ресиверам, защищая запас воздуха в ресиверах при разгерметизации на участке аппаратов подготовки воздуха. Воздух в пневмосистему поступает через воздухозаборник. При торможении стояночной системой тягача уменьшение давления в ее контуре приводит к срабатыванию клапана, и также осуществляется торможение прицепа. Затем щуп блокирующего механизм расположенный перед третьей позицией, контролирует наличие раскрытого пакета в гнезде поворачивающегося карусельного стола. Он позволяет исключить наличие масла в пневмосистеме.

Позиционное обозначение наносят на схеме рядом, справа или над условным графическим изображением элемента. Воздух в пневмосистему поступает через воздухозаборник. ГОСТ 2.
Моделирование пневмопривода. Уроки FluidSIM. Урок 4.Основы составления схем.

Особенности модификации БП-22

Указанный исполнительный механизм относится к пневматическим устройствам. Модулятор у него применяется резистивного типа. Также стоит отметить, что переходник используется только один. Мягкость хода вала обеспечивается за счет качественного расширителя. Якорь в данном случае имеется проводного типа. Реостат в стандартной комплектации отсутствует.

Мотор у модели имеется на 3 кВт. Рабочая частота устройства равняется только 58 Гц. Корректор у модели применяется класса РЕ55. Всего у модификации имеется три контактора. Отдельного внимания заслуживает высокий параметр рабочей температуры, который находится на отметке в 55 градусов. Приобрести исполнительный механизм представленной серии пользователь может за 38 тыс. руб.

6.3. Режимы работы и основные уравнения ДПТ

Любая машина постоянного тока обладает свойством обратимости, т.е. она может работать как в генераторном, так и в двигательном режиме при изменении знака момента нагрузки на ее валу или при изменении напряжения на якоре.

Генераторный режим работы машины – такой режим, при котором ток якоря Iя и ЭДС Ея совпадают по направлению, а электромагнитный момент, развиваемый машиной, противоположен по направлению вращению ротора. Такой режим имеет место, если внешний момент М разгоняет ротор ДПТ до скорости w, а цепь якоря замкнута на сопротивление нагрузки Rн (рис. 64а).

Рис. 64. Схема якорной цепи ДПТ: а) генераторный режим, б) двигательный режим

Определяя по правилу левой руки направление силы, действующей на проводник, найдём, что электромагнитный момент машины в этом случае направлен встречно вращению и, следовательно, встречно внешнему моменту нагрузки М_н .

При работе машины в генераторном режиме ЭДС якоря уравновешивается падением напряжения на нагрузке и падением напряжения от тока якоря на сопротивлении якоря, т. е.

.

Уравнение баланса мощностей при работе машины в генераторном режиме имеет вид

,

где Рмех – механическая мощность, потребляемая машиной от источника механической мощности, Рм – потери мощности в обмотке якоря, Рх – потери холостого хода, состоящие из потерь на трение в подшипниках и потерь на перемагничивание материала ротора, Рн – электрическая мощность в нагрузке, Рв – потери в меди обмотки возбуждения.

Двигательный режим работы машины — это такой режим, при котором электромагнитный момент машины М совпадает по направлению со скоростью, а ЭДС якоря Ея направлена встречно току якоря.

Пусть к щёткам двигателя, ротор которого нагружен моментом М_нподведено от внешнего источника напряжение U (рис.64б). Взаимодействие тока якоря Iя с потоком возбуждения приведёт при неподвижном роторе к появлению электромагнитного момента, называемого пусковым с направлением, определяемым по правилу левой руки.

, где .

Если Мп > М, то якорь двигателя придёт во вращение в направлении действия момента Мп. При этом в обмотке якоря появится ЭДС Ея, направленная встречно току в якоре (противоЭДС). При постоянной скорости вращения напряжение на якоре U будет уравновешено ЭДС Ея и падением напряжения от тока якоря на сопротивление якоря Rя,

При этом Мп = М, и якорь будет вращаться с постоянной скоростью. Уравнение баланса мощности для двигательного режима работы имеет вид:

где Pэл— электрическая мощность потребляемая от сети, Pмех— полезная механическая мощность на валу двигателя.

Исполнительные элементы

Исполнительные элементы предназначены для воздействия непосредственно ( или через регулирующий орган) на регулируемый процесс. В большинстве случаев основным узлом исполнительного элемента является электродвигатель, приводящий в движение механизм регулирования. На рис. 15 — 4 представлена примерная блок-схема соединений элементов автоматического устройства. Многие датчики и первичные измерительные приборы работают в комплексе с вторичными приборами, которые выполняют задачи показания, сигнализации и регистрации измеряемой величины и используются для посылки управляющих импульсов в системах автоматического регулирования.
 

Исполнительные элементы в системах автоматики и телемеханики являются замыкающими элементами, служащими для воздействия на управляемый процесс. Исполнительные элементы обычно преобразуют энергию того или иного вида в механическое перемещение и состоят из двух основных частей: серводвигателя и регулирующего ( или управляющего) органа. Регулирующий орган — это элемент регулятора, непосредственно осуществляющий регулирующее воздействие путем изменения количества вещества ( или энергии), подаваемого на вход регулируемого объекта в зависимости от значения регулируемого параметра.
 

Исполнительные элементы осуществляют передачу воздействия от системы управления к объекту. В пневматических системах к исполнительным элементам относят все виды пневмоприводов ( мембранные, поршневые, лопастные и др.), которые в свою очередь через соответствующие рабочие органы ( краны, задвижки, клапаны и др.) воздействуют на управляемый технологический процесс.
 

Исполнительные элементы — это перестраивающиеся устройства ( конденсаторы переменной емкости, триммеры, вариометры, различные переключатели и др.), при изменении положений которых меняются входные или выходные параметры радиоаппарата.
 

Исполнительные элементы ( кнопки, путевые выключатели, универсальные переключатели) служат для приведения в действие схем, для которых они предназначены. В качестве исполнительных элементов используются также магнитные пускатели и контакторы.
 

Исполнительные элементы подбирают такие значения Zi и Za, при введении которых в вычислительное устройство ( ВУ), решаемые уравнения обращаются в тождества.
 

Исполнительные элементы служат для непосредственного вы-лолнения команд, получаемых от элементов промежуточной автоматики или из внешней цепи.
 

Исполнительные элементы ( ИЭ) обычно используются для управления ( через механические передачи) регулирующими органами. В исполнительный элемент ( или исполнительный механизм) входят исполнительный двигатель ИД и источник питания.
 

Исполнительные элементы — это устройства, воспринимающие сигналы управления и воздействующие непосредственно или через вспомогательные устройства на регулирующие органы регулируемых ( управляемых) объектов.
 

Исполнительные элементы, служащие для включения и выключения электрических, механических, пневматических и гидравлических цепей. В этом случае исполнительный элемент осуществляет замыкание контактов, открывание и закрывание клапанов, вентилей, золотников, сцепление и расцепление вращающихся частей и другие аналогичные работы.
 

Исполнительные элементы, служащие для преобразования входного сигнала ( через промежуточные звенья) в ту или иную скорость вращения. При этом скорость вращения исполнительного органа часто определяется величиной сигнала, а направление вращения — знаком или фазой поданного сигнала.
 

Исполнительные элементы — устройства, которые путем преобразования подводимой к ним энергии приводят в действие какой-либо механизм или объект регулирования ( управления) под воздействием управляющих сигналов.
 

6.4. Характеристики ДПТ с независимым возбуждением

В зависимости от способа возбуждения различают ДПТ с независимым (или параллельным) возбуждением, с последовательным возбуждением и со смешанным возбуждением. Разновидностью независимого возбуждения является возбуждение от постоянных магнитов. Характерной особенностью таких двигателей является независимость тока возбуждения (и потока возбуждения) от тока якоря машины.

Рис. 65. ДПТ с независимым возбуждением, а) параллельным, б) от постоянных магнитов

Подставим в основное уравнение ДПТ в двигательном режиме работы выражения для тока якоря и ЭДС.

, и .

В результате получим:

.

Разрешив последнее уравнение относительно w, получим уравнение механической характеристики ДПТ с независимым возбуждением. С_е = С_м.

.

Так как в этом случае Ф=const, то обозначим к = СФ и получим:

.

Здесь w_xx скорость идеального холостого хода машины; а Dw — изменение скорости, обусловленное моментом нагрузки двигателя. Сама механическая характеристика ДПТ с независимым возбуждением приведена на рис.66 и представляет собой прямую линию, наклон которой к оси абсцисс зависит от величины потока возбуждения и сопротивления якоря Rя. Чем меньше величина потока возбуждения и чем больше сопротивление Rя, тем круче механическая характеристика.

Порядок построения механическая характеристика ДПТ с независимым возбуждением по паспортным данным двигателя.

Вычисляем значение k из соотношений , и получим:

Рис. 66. Механическая характеристика ДПТ с независимым возбуждением

Вычислим w_xx скорость холостого хода (точка 1). .

Определим положение рабочей точки 2: для этого возьмем паспортное значение w_ном и вычислим значение момента: .

Проведем прямую линию через две точки; она пересечет ось моментов в точке пускового момента. М=М_п.

Как следует из уравнения механической характеристики, скорость двигателя при постоянном моменте нагрузки можно регулировать тремя способами:

1. Изменением напряжения на якоре двигателя,
2. Изменением сопротивления в цепи якоря двигателя,
3. Изменением потока возбуждения машины.

При регулировании скорости первым способом, напряжение на якоре изменяется либо с помощью реостата, либо с помощью усилительно – преобразовательного устройства, при этом поток возбуждения остаётся постоянным. Семейство механических и регулировочных характеристик, соответствующих данному способу регулирования, приведено на рис.67.

Рис. 67. Семейство механических (а) и регулировочных (б) характеристик ДПТ с независимым возбуждением

С изменением напряжения U пропорционально изменяется и скорость холостого хода при этом угол наклона (или жестокость) механических характеристик остаётся неизменной. Регулировочные характеристики линейны при напряжении на якоре U > Uтр; у них есть имеет зона нечувствительности при напряжении на якоре U < U тр, где U тр – напряжение трогания двигателя. Двигатель не будет вращаться до тех пор, пока М<М_н, а для создания такого момента необходимо иметь при скорости вращения w=0 ток якоря I_тр и соответствующее напряжение U_тр..

Несмотря на то, что рассмотренный способ регулирования требует довольно сложного оборудования, его широко применяют в современных электроприводах, т.к. он обеспечивает плавное и экономичное регулирование скорости в широких пределах при сохранении высокой жесткости механических характеристик. Лучшие современные системы при данном способе обеспечивают диапазон до 1:100000.

6.1. Классификация основные характеристики исполнительных элементов автоматики автоматизированных систем управления

Эффективность системы автоматического управления (САУ) в значительной мере определяется правильностью выбора исполнительного элемента. Исполнительный элемент (ИЭ), исполнительный механизм (ИМ) — устройство, обеспечивающее непосредственную реализацию алгоритма управления с помощью физического воздействия на объект управления, например изменение положения потенциометра, механическое воздействие на клапан и т.д.

Он представляет собой элемент САУ, соединенный с объектом управления (ОУ) через регулирующий орган (РО). Основная задача ИЭ состоит в том, чтобы усилить сигнал, поступающий на его вход, от регулятора, до уровня достаточного для перемещения РО. РО, в свою очередь, изменяет поток вещества или энергии, поступающий в ОУ, осуществляя требуемое воздействие на объект.

Основными элементами ИМ являются привод (двигатель) и передаточный механизм (редуктор). В некоторых случаях РО является неотъемлемой частью ИЭ и рассматривается с ним как единое целое.

Многообразие ОУ и САУ приводит к тому, что в них используются разные ИМ. Так, к ИЭ, в ряде случаев, можно отнести электромагнитные реле, магнитные пускатели, контакторы, электромагнитные муфты, электродвигатели постоянного и переменного тока. В других случаях к ИЭ относят нагревательные, вентиляционные и другие устройства, с помощью которых осуществляется управление параметрами ОУ.

Исполнительные элементы по виду используемой энергии входит в одну из ветвей ГСП и делятся на группы: электрические, пневматические и гидравлические. Основные характеристики ИЭ:

• быстродействие, инерционность, зона нечувствительности;
• номинальные и максимальные значения мощности или производительности, вращающего момента на выходном валу или усилия на выходном штоке;
• точность отработки команды,
• энергопотребление и кпд,
• весогабаритные показатели на 1 единицу мощности,
• надежность.

Так же как и у других элементов автоматики, и каждого типа ИЭ есть статические и динамические характеристики. Для их получения используют следующую модель ИЭ — это многополюсник, у которого выделяют три группы параметров: входные, выходные и возмущения. Рис. 60.

Рис. 60. Модель исполнительного элемента: X — входные параметры, Y — выходные, Z — возмущения

Выходной параметр Y есть функция, как входного параметра X, так и возмущения Z.

Y = F(X, Z).

При различных, но фиксированных (постоянных) значениях возмущения получаем семейство регулировочных статических характеристик.

Y = F₁(X, Z=const).

При различных, но фиксированных (постоянных) значениях входного воздействия получаем семейство внешних (механических) статических характеристик.

Y = F₂(Z, X =const).

Аналогично, получаем две передаточных функции: по задающему воздействию и по возмущению.

W_x(p)=Y(P)/X(p), W_z(p)=Y(P)/Z(p).

Гидравлические модификации

Гидравлические устройства хорошо подходят для регулировки задвижек. Если верить мнению экспертов, то на рынке имеется множество модификаций на контактных реостатах. Основным недостатком являются пониженная частотность. При этом контакторы используются только на две фазы. Некоторые модификации производятся с блокираторами. Расширители под них подбираются двухполюсного типа. Параметр проводимости максимум доходит до 130 мк. Для мощных приводных устройств данные модификации подходят не лучшим образом. Приобрести неплохое исполнительное устройство в магазине можно за 33 тыс. руб.

Таблица 1 — Технические характеристики однооборотных исполнительных механизмов

Таблица 2 — Технические характеристики однооборотных исполнительных механизмов

Электромагнитные исполнительные механизмы, основным элементом которых является электромагнитный привод, как правило, используются для поступательного перемещения органов управления, а электрические двигатели — для поворотного.

Электрические микродвигатели постоянного тока по конструкции и принципу действия подразделяют на коллекторные и бесконтактные, не имеющие скользящего контакта коллектор — щетки.

Коллекторные микродвигатели по конструкции якоря подразделяют на три типа: с барабанным якорем, с полым немагнитным якорем и с дисковым якорем.

Коллекторные микродвигатели с барабанным якорем бывают как постоянного тока, так и универсальные, т.е. способные работать от сети как постоянного, так и переменного тока. Последние используются только в качестве вспомогательных микродвигателей.

Мембранное устройство

Мембранные регулирующие органы производятся разной частотности. Для вентиляционных систем они подходят замечательно. Также стоит отметить, что показатель проводимости у них стартует от 20 мк. Многие модификации производятся с двумя переходниками. Контакторы у них имеются на три фазы. Расширители довольно часто используются двухполюсного типа.

Если рассматривать низкочастотные устройства, то у них отсутствует реостат. При этом вал не способен похвастаться повышенной частотностью. Для управления насосами модели подходят. Детали трубопроводов можно подбирать даже с компрессорами. На рынке качественный мембранный механизм пользователь способен приобрести за 28 тыс. руб.

Устройство серии ИМ-41

Представленный механизм классифицируется как пневматическое устройство. На производстве модификация встречается в плунжерных приборах. Если верить экспертам, катушка применяется низковольтного типа, а показатель перегрузки колеблется в районе 40 А.

Еще стоит отметить, что у модификации применяется блокиратор, который работает без сбоев и оснащен системой защиты класса КК30. Клапан с электроприводом фиксируется на контакторах. Мотор для устройства подобран на 3 кВт. Якорь в данном случае отсутствует. Показатель отказов находится в районе 0,4 %. Некоторые специалисты говорят о том, что модификация быстро перегревается

Однако важно отметить, что рабочая температура механизма максимум равняется 45 градусам. Выходной вал применяется на 3,2 см

Параметры модели МЭО-23

Эта система автоматического регулирования выделяется высоким выходным сопротивлением. Для приводных модификаций устройство подходит неплохо. Катушка у модели рассчитана на 14 Вт. Защита применяется класса КК40. Также стоит отметить, что реостат используется проводного типа. Мягкость хода в данном случае обеспечивается расширителем. Если верить экспертам, сбои в работе мотора происходят нечасто. Блокиратор у модели отсутствует.

Показатель снижения давления находится на уровне 55 %. Датчик в данном случае компанией-производителем не предусмотрен. Для кранов модификация подходит замечательно. Мотор в стандартной комплектации применяется на 4 кВт. Рабочая частотность механизма поддерживается на уровне 55 Гц. Выключатель в устройстве используется концевого типа. Стоит данная система автоматического регулирования примерно 35 тыс. руб.

Гидромеханические исполнительные механизмы

Используют сходные принципы по преобра­зованию и регулированию энергии. Главным различием является используемая среда. Гидравлические исполнительные механизмы работают с практически несжимаемыми жидкостями, обычно маслом, под давлением порядка 30 МПа. В дизельных системах впры­ска давление достигает 200 МПа. Пневмати­ческие исполнительные механизмы работают со сжимаемыми газами, обычно воздухом, под давлением порядка 1 МПа. Давление у вакуумных исполнительных механизмов составляет порядка 0,05 МПа.

Системы чаще всего строятся на принци­пах гидростатитических преобразователей энергии. Они выполняют перемещения, пре­образуя энергию давления жидкой среды в механическую работу и наоборот.

В противоположность им, гидродинамиче­ские преобразователи работают по принципу преобразования энергии потока (кинетиче­ской энергии движущейся жидкости) в ме­ханическую работу (пример: гидродинамиче­ская муфта).

Потери во время работы являются след­ствием утечек и трения. Жидкостно-тепловые потери вызываются гидродинамическим со­противлением, при котором действие дрос­селя (шайбы, сужающей поток) преобразует гидравлическую энергию в тепло. Часть тепла рассеивается в окружающей среде, а некоторая его часть поглощается и уносится рабочей жидкостью. Это можно описать вы­ражением:

Q_heat = Q₁p₁— Q₂p₂

В случае с несжимаемыми жидкостями:

Q_heat = Q₁ (p₁— p₂)

Турбулентность возникает там, где жид­кость протекает через участки ограничений для движения потока (например, через дроссели). Скорость потока среды тогда не зависит в значительной мере от вязкости. С другой стороны, вязкость не играет той роли, как при ламинарном течении в узких трубках и отверстиях.

Гидромеханические усилители (рис. «Гидромеханические исполнительные механизмы» ) управляют преобразованием энергии из жидкого в механическое состояние. Регу­лирующий механизм должен конструиро­ваться для управления только относительно малым потоком энергии, необходимым для окончательного позиционирования клапа­нов.

С помощью переключающих клапанов от­крывается (закрывается) отверстие, управ­ляющее потоком к (от) гидромеханического преобразователя энергии (рис. «Регулирование энергии с помощью 2/2 — ходовых клапанов» ). При достаточном открытии отверстия дроссель­ные потери остаются незначительными. Для получения возможности непрерывного управления гидромеханизмом с фактиче­ским отсутствием потерь может использо­ваться модулированная продолжительность импульса открытия и закрытия. Однако в действительности флуктуации давления и механический контакт между компонен­тами клапана создают нежелательные шум и вибрацию.

В следующей статье я расскажу о жгутах проводов в автомобиле.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Устройство серии ПР-1М

Данное исполнительное устройство неплохо справляется с управлением приводными приборами. Катушка у него способна выдержать большие перегрузки. Также стоит отметить, что модификация оснащена трехполюсным расширителем. Реостат у модели имеется с датчиком.

Отдельного внимания в ПР-1М заслуживает блокиратор. Параметр отказов у модели равняется только 0,2 %. Выходной вал стартует очень плавно, и износ у него крайне низкий. Расширитель у модификации установлен за контактором. Для регулировки насосов модель подходит. Детали трубопроводов разрешается подбирать с компрессорами. Цена на этот механизм колеблется в районе 40 тыс. руб.

Таблица 3 — Шаговые двигатели

Страницы: 1, , ,

6.5. Регулирование скорости ДПТ изменением сопротивления в цепи якоря и изменением потока возбуждения

Схема регулирования скорости ДПТ путем изменением величины добавочного сопротивления, включённого последовательно в цепь якоря, и семейство механических характеристик приведено на рис. 68.

Рис. 68. Регулирование скорости ДПТ изменением сопротивления в цепи якоря

С увеличением добавочного сопротивления якоря R_с увеличивается угол наклона механической характеристики к оси абсцисс, при этом заданному моменту нагрузки соответствуют различные скорости вращения ротора. Скорость холостого хода в данном случае не изменяется. Достоинством такого способа регулирования скорости является простота схемной и аппаратурной реализации, недостатком — большие потери энергии в добавочном сопротивлении, узкий диапазон регулирования скорости при малых моментах нагрузки и малая жесткость механических характеристик при больших сопротивлениях R_c. Регулировочная характеристика нелинейная.

Регулирование скорости вращения изменением потока возбуждения(полюсное управление) можно осуществить по схеме, приведённой на рис. 69.

Рис. 69. Регулирование скорости ДПТ изменением сопротивления в цепи якоря

В цепь обмотки возбуждения включается добавочный реостат для регулирования тока возбуждения двигателя, напряжение на якоре остаётся при этом неизменным. В силу того, что Ф = К₁*I_в, то при изменении I_визменяется как скорость холостого хода, так и значение пускового момента Мп.

Следовательно при Ф₁> Ф₂ получим Мп₁> Мп₂ и w₁<w_2/ механические характеристики, соответствующие двум значениям потока возбуждения можно изобразить в виде рис. 70.

Рис. 70. Механические характеристики при полюсном управлении

Ввиду того, что механические характеристики, соответствующие различным значениям потока возбуждения пересекаются между собой, то при малых моментах нагрузки скорость может возрастать с уменьшением потока, а при больших –падать.

Рис. 71. Регулировочные характеристики при полюсном управлении

Случай идеального холостого хода представлен на кривой 1. Теоретически скорость вращения при Ф = 0 должна была бы возрасти до ∞, но в режиме реального холостого хода имеется определённый механический момент на валу машины М, при котором скорость холостого хода ограничена величиной n_max. Тем не менее в режиме реального холостого хода скорость двигателя может в несколько раз превысить номинальную скорость, что может привести к механическому разрушению (или разносу) двигателя. Поэтому при таком способе регулирования скорости надо исключить возможность работы двигателя в режиме холостого хода.

Бесконечно большое увеличение тока возбуждения также не приведёт к снижению скорости двигателя до 0 при холостом ходе, т.к. при определённых токах возбуждения имеет место насыщение магнитной цепи машины и увеличение тока возбуждения уже не приводит к увеличению потока Ф. Обычно при таком способе регулирования отношение ω_max/ω_min = 2-5 и регулировочная характеристика имеет вид, представленный кривой 2. Этот способ регулирования скорости применяют, если M>0,5M_п, что исключает возможность разноса двигателя и неоднозначность регулировочной характеристики.

6.6. Механические характеристики ДПТ с последовательным и смешанным возбуждением

В ДПТ с последовательным возбуждением поток возбуждения создаётся током якоря машины, для чего обмотка возбуждения и якорь двигателя включаются последовательно относительно источника питания, как показано на схеме рис. 72.

Рис. 72. ДПТ с последовательным возбуждением

Обычно при токах якоря Iя < 0,9 Iном магнитная цепь машины не насыщена и поток возбуждения пропорционален току возбуждения. При больших токах якоря Iя > Iном магнитная цепь машины насыщена, и поток возбуждения можно считать постоянным.

Подставив в уравнение

значение R=R_я+R_в значение M=С*Ф*I и значение Ф=К1*I, получим

,

причем M=С₃*I2. Здесь С₁, С₂, С₃ – постоянные коэффициенты.

Поскольку в установившемся режиме М = М_н, тогда

и уравнение механической характеристики ДПТ с последовательным возбуждением в диапазоне нагрузок М < М_н принимает вид (рис. 73.)

.

Рис. 73. Механические характеристики ДПТ с последовательным возбуждением

Способность двигателей последовательного возбуждения развивать большой электромагнитный момент, пропорциональный квадрату тока якоря, обеспечивает этим двигателям хорошие пусковые свойства, т. е. большой пусковой момент при сравнительно малом токе якоря. Поэтому такие двигатели применяют в грузоподъёмных и тяговых приводах. Недопустимо, чтобы ДПТ с последовательным возбуждением работал в режиме холостого хода или с нагрузкой, менее 25% от номинальной – это приводит к разносу двигателя. Регулирование скорости вращения в этом случае, производится теми же способами, что и для двигателей с независимым возбуждением.

В ДПТ со смешанным возбуждением магнитный поток Ф создаётся в результате совместного действия двух обмоток возбуждения – параллельной и последовательной (рис.74), поэтому механическая характеристика (кривая 3 на рис. 75) располагается между характеристиками двигателя с независимым возбуждением (кривая 1) и двигателя с последовательным возбуждением (кривая 2).

Рис. 74. ДПТ со смешанным возбуждением

В зависимости от соотношения намагничивающих сил параллельной и последовательной обмоток возбуждения можно приблизить кривую 3 либо к кривой 2, либо к кривой 1. Достоинство двигателя со смешанным возбуждением является то, что он обладает мягкой механической характеристикой , но может работать и в режиме холостого хода. Рис. 75.

Рис. 75. Механические характеристики ДПТ