6.14. Регулювання швидкості двигуна
З рівняння швидкісної характеристики (6.29) випливає, що швидкість електродвигуна можна регулювати наступними способами:
зміною напруги на затисках електродвигуна (напругу, як правило, можна тільки знижувати відносно номінального значення за допомогою регулятора напруги, тому швидкість двигуна можна регулювати тільки вниз – у бік зниження в порівнянні з номінальним значенням);
зміною сили струму збудження (силу струму збудження, як правило, можна тільки зменшувати відносно номінального значення за допомогою реостата в колі збудження, тому швидкість двигуна можна регулювати тільки вверх – у бік підвищення в порівнянні з номінальним значенням);
зміною сили струму якоря (швидкість двигуна можна регулювати вниз від швидкості ідеального холостого ходу).
Напрям обертання вала електродвигуна можна змінити, помінявши напрям струму в обмотці якоря або в обмотці збудження (на підставі правила «лівої руки»), тобто помінявши місцями з'єднувальні проводи, які йдуть до затисків Я1 і Я2 або до затисків Ш1 і Ш2. При одночасній зміні струмів в обмотках електродвигуна напрям його обертання не зміниться.
Запитання для самоконтролю
Перелічіть способи регулювання швидкості двигуна постійного струму, укажіть технічні засоби для їх реалізації.
Як змінити напрям обертання двигуна постійного струму?
6.15. Принципова електрична схема керування двигуном
Відповідно до викладеного вище, складаємо принципову електричну схему керування двигуном (рис.6.10).
Н
а
даній схемі (рис.6.10) приведені
наступні
позначення:
РЗ – регулювальний реостат у колі збудження;
ОЗ – обмотка збудження;
Ш1, Ш2 – затиски обмотки збудження;
Я1, Я2 – затиски обмотки якоря;
Я – якір електродвигуна;
РП – пусковий реостат у колі якоря;
РA – амперметр, який вимірює силу струму в обмотці якоря;
РV – вольтметр, який вимірює напругу на затисках електродвигуна.
У початковий момент пуску якір електродвигуна нерухомий, тому противо-е.р.с. в обмотці якоря дорівнює нулю (Е = 0). Отже, сила струму в обмотці якоря на підставі (6.27) дорівнює:
. (6.31)
Опір обмотки якоря незначний, тому сила струму в обмотці якоря в початковий момент пуску в декілька разів перевищить номінальне значення, що є небезпечним для електродвигуна. Щоб зменшити силу струму в обмотці якоря при пуску, послідовно з цією обмоткою включають пусковий реостат РП.
При пуску регулювальний реостат у колі збудження РЗ повинний бути виведений (Rрз = 0), а пусковий реостат введений.
Приклад 6.3
Електродвигун постійного струму з паралельним збудженням, який має номінальну потужність 2,2 кВт, номінальну частоту обертання 1500 об/хв, номінальну напругу 110 В, номінальний коефіцієнт корисної дії, який дорівнює 85 %, підключений до мережі постійного струму напругою 110 В. Опір обмотки якоря двигуна (включаючи опір щіток) дорівнює 0,5 Ом; опір обмотки збудження дорівнює 55 Ом.
Скласти принципову електричну схему керування електродвигуном; розрахункову схему якірного кола і кола збудження.
Визначити: потужність, яку споживає електродвигун з мережі при номінальному навантаженні; номінальний струм електродвигуна; струм в обмотці збудження; номінальний струм кола якоря електродвигуна; пусковий струм кола якоря електродвигуна; значення пускового опору, яке забезпечує пусковий струм кола якоря рівним номінальному струму якоря; сумарні втрати потужності в електродвигуні.
Рішення.
1. Принципова електрична схема керування електродвигуном приведена на рис.6.10.
С
кладаємо
розрахункову схему, яка складається з
якірного кола і кола збудження:
2. Визначаємо потужність, споживану електродвигуном з мережі
при номінальному навантаженні:
.
3. Визначаємо номінальний струм електродвигуна:
.
4. Визначаємо струм в обмотці збудження електродвигуна:
.
5. Визначаємо номінальний струм у колі якоря електродвигуна:
; 
.
6. Визначаємо пусковий струм у колі якоря електродвигуна при виведеному пусковому реостаті:
.
7. Визначаємо значення пускового опору, яке забезпечує пусковий струм у колі якоря, що дорівнює номінальному струму якоря:
; 
;
.
8. Визначаємо сумарні втрати потужності в електродвигуні:
.