4.2.4. Двигуни постійного струму

Двигуни постійного струму (рис. 4.12) використовуються переважно в електроприводах тих робочих машин, де потріб­не глибоке регулювання частоти обертання.

До переваг двигунів постійного струму можна віднести наявність:

1. широкого діапазону регулювання частоти обертання (від 0 до п_ном вище до п_тах);

2. трьох порівняно простих і надійних способів регулюван­ня частоти обертання: зміною напруги на обмотці якоря, струму збудження та додаткового опору в колі обмотки якоря;

3. великих значень пускових моментів;

4. можливості забезпечення плавного пуску та електричного гальмування;

5. більшої, ніж для машин змінного струму, перевантажува­льної здатності.

До недоліків двигунів постійного струму можна віднести такі властивості:

1. значно більші, ніж у машинах змінного струму, габарити, маса та вартість;

2. жорсткі вимоги стосовно правил запуску;

3. великі експлуатаційні витрати;

4. відносно низька надійність у роботі;

5. низький ККД.

В електроприводах робочих машин здебільшого викорис­товуються двигуни постійного струму серій 2П та 4П, що мають такі граничні номінальні параметри:

• номінальна потужність:

• при напругах 110, 220 В від 0,13 до 220 кВт;

• при напругах 440, 600 В від 110 до 800 кВт.

• номінальні частоти обертання: від 224 до 3150 об/хв.

Для двигунів постійного струму до нормованих парамет­рів відносять також максимальну частоту обертання, яка зви­чайно складає:

п _max= (2+2,5) п_ном .

Технічні дані деяких двигунів постійного струму серії 2П наведені в додатку Ж, а більш повна інформація - у довідниках.

4.3. Вибір номінальної напруги

Від напруги живлення залежить величина струму, що спо­живається електродвигуном. Зі збільшенням напруги, як правило, пропорційно зменшується сила струму при незмін­ній потужності, а це дозволяє зменшити витрати міді на виготовлення обмоток двигуна та зменшити переріз провід­ників, по яких здійснюється його живлення.

В електродвигунах змінного струму величини номіналь­ного та максимального моментів знаходяться у квадратич­ній залежності від напруги. Тому збільшення номінальної напруги живлення дає суттєве зростання моменту і, як на­слідок, підвищення швидкодії та перевантажувальної спро­можності електродвигуна.

З урахуванням цих факторів, а також завдяки викорис­танню нових ізоляційних матеріалів сучасні зразки елект­родвигунів малої та середньої потужностей, які використо­вуються в електроприводах робочих машин, розраховані пе­реважно на більші номінальні значення напруги. Так, в елект­роприводах постійного струму частіше використовуються двигуни з номінальною напругою 440, 600 та 750 В, а не 110, 220 В, як раніше. В електроприводах змінного струму все частіше використовуються двигуни з номінальною напру­гою 380/660 В, а не 220/380 В.

Таке підвищення напруги живлення дещо збільшує не­безпеку для обслуговуючого персоналу, але використання якісних ізоляційних матеріалів та надійних систем захисту робить цю проблему несуттєвою для електродвигунів з на­пругою живлення до 1000 В.

Для електропроводів, у яких використовуються електро­двигуни великої потужності, при вирішенні проблеми вибо­ру напруги живлення постає питання вибору низьковольт­ного (до 1000 В) чи високовольтного (вище 1000 В) електро­двигуна. Промисловість випускає електродвигуни змінного струму на напруги 6 та 10 кВ. Використання високовольт­них двигунів, з одного боку, дає істотні переваги, обумовлені зменшенням струму та збільшенням моменту, але з іншого

- зростає небезпека для обслуговуючого персоналу, який повинен мати спеціальну підготовку та відповідну групу до­пуску, а також потребує спеціальних високовольтних апара­тів управління та захисту, які коштують значно більше, ніж низьковольтні.