9.3.6.3 Двигатель постоянного тока последовательного

возбуждения

Отличительным признаком этих двигателей является последовательное соединение обмоток якоря и возбуждения, т.е. ток нагрузки двигателя является и током возбуждения. Именно поэтому магнитный поток возбуждения в ДПТ последовательного возбуждения зависит от нагрузки.

При небольшой нагрузке магнитная система двигателя не насыщена и магнитный поток пропорционален току нагрузки

,

где - коэффициент пропорциональности.

Рисунок 9.34 - Схема двигателя последовательного возбуждения (а) и

график намагничивания (б)

Переходя к выражению электромагнитного момента двигателя последовательного возбуждения с ненасыщенной магнитной системой, получим

т.е. электромагнитный момент пропорционален квадрату тока нагрузки.

Уравнение механической характеристики ДПТ последовательного возбуждения имеет вид:

,

Это уравнение соответствует ненасыщенной магнитной системе двигателя. При нагрузке двигателя магнитная система насыщается и пропорциональная зависимость нарушается.

Рисунок 9.35 - Механические характеристики двигателя постоянного тока

последовательного возбуждения

Таким образом, с увеличением нагрузки механическая характеристика ДПТ последовательного возбуждения становится всё более жёсткой. Это объясняется тем, что магнитная система двигателя насыщается и магнитный поток возбуждения остаётся практические неизменным, не зависящим от тока нагрузки. Механическая характеристика не пересекает ось ординат, так как при отсутствии нагрузки двигателя частота его вращения возрастает неограниченно. По этой причине не допускается работа ДПТ последовательного возбуждения при нагрузке менее 25 % от номинальной. Чтобы исключить режим холостого хода ДПТ последовательного возбуждения, в электроприводах с этими двигателями недопустимо применение ременных передач и фрикционных муфт.

В ДПТ последовательного возбуждения при увеличении нагрузки одновременно растёт ток якоря и магнитный поток возбуждения. Оба эти явления способствуют увеличению вращающего момента и определяют область применения двигателей последовательного возбуждения: электропривод подъёмных механизмов и транспортных средств в качестве тяговых двигателей (трамваи, электропоезда, метропоезда, электровозы), работающих в тяжёлых условиях частых пусков, реверсов, перегрузок.

9.3.6.4 Двигатель постоянного тока смешанного возбуждения

Рабочий магнитный поток создают две обмотки, одна из которых соединена параллельно, а другая – последовательно. Если обмотки возбуждения включены согласно, то основной магнитный поток создаёт параллельная обмотка возбуждения, а последовательная обмотка возбуждения подмагничивает машину, компенсируя размагничивающее действие реакции якоря и падение напряжения в цепи якоря. В связи с этим напряжением на зажимах меняется мало.

При встречном включении обмоток возбуждения их намагничивающие силы направлены противоположно, последовательная обмотка будет размагничивать магнитную систему двигателя и его работа станет неустойчивой.

Благодаря наличию независимой (параллельной) обмотки возбуждения, двигатели смешанного возбуждения могут работать в режиме холостого хода, а следовательно, в них возможен генераторный рекуперативный режим торможения.

Наличие двух обмоток возбуждения увеличивает габариты массу и стоимость ДПТ смешанного возбуждения в сравнении с ДПТ независимого и последовательного возбуждения. Это ограничивает их применение лишь случаями, когда от двигателя требуется сочетание хороших регулировочных свойств с устойчивой работой при резких колебаниях нагрузки и перегрузке.