2. . Смешанное возбуждение

Перед снятием характеристики двигателя смешанного возбуждения необходимо проверить включение обмоток последовательного и параллельного возбуждения. Для этого при включённом рубильнике Q2 осуществляется пуск двигателя параллельного возбуждения. С помощью нагрузочного устройства двигатель нагружается до номинального тока и замечается величина частоты вращения вала двигателя. Отключается Q2 и снова замечается величина частоты вращения двигателя.

Уменьшение частоты вращения двигателя указывает на согласное включение обмоток возбуждения. Увеличение скорости указывает на то, что обмотки возбуждения включены встречно. В этом случае необходимо поменять местами провода на клеммах С1- С2.

Обмотки возбуждения при снятие характеристик должны быть включены согласно.

Изменение направления вращения двигателя смешанного возбуждения осуществляется только изменением направления тока в обмотке якоря.

Для снятия рабочих и электромеханических характеристик при смешанном возбуждении рубильник Q2 отключается. Методика снятия характеристик аналогичная методике снятия рабочих характеристик двигателя параллельного возбуждения. Данные для 5-6 точек эксперимента заносятся в таблицу 2.1.

Таблица 2.1.

Данные опыта по снятию рабочих и электромеханических характеристик

№ п./п.	Данные опыта							Расчетные данные
	U1	I1	U2	I2	n	I3	M		P1	P2	
	В	mA	В	А	об/ мин	А	Нм	С-1	вт	вт	-
	а) параллельное возбуждение
1 . 6
	б) смешанное возбуждение
1 . 6

Частота вращения n определяется вспомогательным тарированным тахогенератором.

Характер рабочих характеристик двигателя параллельного возбуждения (рис.2.3) можно объяснить следующим образом. Если бы частота вращения двигателя параллельного возбуждения была постоянной, то, как следует из формулы Р₂ = М, зависимость М = ƒ (Р₂) представляла бы собой прямую линию. Но так как скорость с увеличением нагрузки обычно немного падает, то кривая М = ƒ (Р₂) несколько отгибается кверху.

Если в выражении электромагнитного момента М_Э = М + М_Х пренебречь моментом холостого хода М_Х и под-

ставить развёрнутое выражение электромагнитного момента М_Э в формулу полезной мощности, то Р₂ = С_МФI₂. Так как с увеличением полезной мощности скорость немного падает и магнитный поток несколько уменьшается вследствие реакции якоря, то кривая I₂ = ƒ(Р₂) отгибается к оси ординат в большей степени, чем кривая М = ƒ(Р₂).

Характер изменения кпд двигателя в зависимости от нагрузки типичен для всех электрических машин. При увеличении нагрузки от холостого хода до 0,25 номинальной нагрузки кпд резко возрастает. При половинной нагрузке достигает значения, близкого к максимальному. Затем в пределах изменения нагрузки от 0,5 до номинальной остаётся постоянным. При дальнейшим повышение нагрузки кпд начинает уменьшаться. Такое изменение кпд объясняется тем, что соотношение постоянных и переменных потерь в электрических машинах при изменении нагрузки меняется.

В машинах постоянного тока потери в стали, механические и потери в параллельной обмотке возбуждения изменяются с нагрузкой мало - это постоянные потери.

Потери в щёточном контакте пропорциональны первой степени тока, потери в меди обмоток, обтекаемых током нагрузки пропорциональны квадрату тока - это переменные потери.

кпд достигает максимального значения при равенстве постоянных и переменных потерь.

К ривая зависимости частоты вращения якоря от полезной мощности на валу  = ƒ(P₂) близка к скоростной характеристики  ƒ (I₂) (рис.2.4, кривая 1). При токе якоря равном нулю, I₂=0, Ω= = Ω₀ –скорость идеального холостого хода. Для двигателей параллельного и смешанного возбуждения она является одной и той же величиной.

При изменении нагрузки на валу меняется ток в якоре двигателя, что ведёт к изменению скорости. Как видно из формулы  , на скорость вращения двигателя параллельного возбуждения влияют две причины: а) падание напряжения в цепи якоря R_аI₂; б) реакция якоря, которая несколько уменьшает основной магнитный поток.

С увеличением нагрузки растёт ток и увеличивается падение напряжения в цепи якоря, что приводит к уменьшению частоты вращения двигателя. Но с увеличением тока растёт также реакция якоря, немного уменьшающая магнитный поток. Благодаря действию реакции якоря скорость двигателя стремиться возрасти. Обычно преобладает падение напряжения в цепи якоря. Поэтому скоростная характеристика двигателя параллельного возбуждения имеет вид почти прямой, немного наклонённой к оси абсцисс.

У двигателя смешанного возбуждения суммарный магнитный поток при согласном включении обмоток будет большим, чем у двигателя параллельного возбуждения на величину магнитного потока последовательной обмотки. Поэтому скоростная характеристика будет иметь больший наклон к оси абсцисс, чем скоростная характеристика двигателя параллельного возбуждения (рис.2.4,кривая 2).

Зависимость момента на валу от тока якоря называется моментной характеристикой

М = ƒ(I₂) при U₁ = U_H = const и I₁= const.

Примерный вид моментных характеристик для двигателей параллельного и смешанного возбуждения представлен на рис. 2.4 (кривые 3,4).

Для двигателя параллельного возбуждения, если пренебречь реакцией якоря, можно считать магнитный поток постоянным Ф = const. Как видно из уравнения М = СФI₂ моментная характеристика представляет прямую линию (рис.2.4, прямая 3).

Для двигателя смешанного возбуждения результирующий магнитный поток зависит от тока якоря I₂. При согласном включении параллельной и последовательной обмоток возбуждения магнитный поток увеличивается. Поэтому при одном и том же токе I₂ момент двигателя смешанного возбуждения будет большим, и его характеристика проходит выше характеристики двигателя параллельного возбуждения (рис.2.4,кривая 4).