Механическая характеристика двигателя с параллельным возбуждением – шунтового.

При постоянных значениях напряжения сети, сопротивления цепи якоря, тока возбуждения, следовательно, и магнитного потока, уравнение (44) можно представить в виде

М = А  В (45)

Отсюда следует, что механическая характеристика двигателя с параллельным (шунтовым) возбуждением представляет собой прямую линию, отсекающую на оси абсцисс отрезок А/В, а на оси ординат – отрезок А (рис.53).

+ 

Я – якорь;

Я R_доп R_доп - регулировочный реостат

сопротивления якоря;

ОВ – обмотка возбуждения;

ОВ R_В R_В – реостат обмоток

возбуждения;

Рис.51 Схема шунтового двигателя

М R₃ R₂ R₁=R_Я М U₂U_нU1 М Ф₁Ф_н Ф₂

М _н

₀  ₀  ₀ 

Рис.52 Механические характеристики шунтового двигателя

Достоинства шунтовых двигателей:

1. – практически постоянная частота вращения при изменении нагрузки;

2. – большой диапазон регулирования скорости.

Недостатки:

1. – небольшой вращающий момент;

2. – сложное конструктивное исполнение;

3. – необходимость выпрямительного устройства;

4. – искрение щеток при резком изменении нагрузки.

Механические характеристики двигателя с последовательным возбуждением – сериесных.

У этих двигателей по обмоткам якоря и возбуждения проходит один и тот же ток.

Поскольку известно, что магнитный поток пропорционален току, т.е. ФI, то можно записать

М = с_мФI = к Ф ² (46)

откуда = Ф (47)

Подставив (47) в общее выражение (44) и сделав некоторые преобразования, получим

(48)

Обозначив и ,

получим окончательное выражение механической характеристики сериесного двигателя

М = (49)

Это выражение показывает, что зависимость момента от угловой скорости носит гиперболический характер и механические характеристики являются мягкими.

Увеличение нагрузки во всех случаях сопровождается довольно резким снижением скорости якоря. При малых нагрузках скорость возрастает в квадратичной зависимости и двигатель может «пойти в разнос». Поэтому он может работать только при нагрузке не менее 25% от номинальной мощности или момента.

М R₃R₂R₁=R_Я+R_ов

+  М_н

Я ОВ R_р

М_min=0.25М_н

I



Рис.53 Схема сериесного двигателя и его механические характеристики

Двигатель со смешанной обмоткой возбуждения – компаундный.

Имеет две обмотки возбуждения – одну подключенную параллельно якорю, другую – последовательно. Поэтому в нем сочетаются свойства шунтовых и сериесных двигателей. Механические характеристики компаундных двигателей занимают промежуточное положение между соответствующими характеристиками этих двух двигателей.

Двигателям смешанного возбуждения обычно свойственно значительное насыщение магнитной системы. Из-за сложной зависимости изменения магнитных потоков от тока при изменении нагрузки механические характеристики этих двигателей не имеют определенного аналитического выражения. Фактическое значение механической характеристики обычно получают эмпирическим или опытным путем.

+  М

Я ОВС R_р

М_н

ОВШ R_о.в



Рис. 54 Схема компаундного двигателя и его механические характеристики

Пусковые свойства у этих двигателей высокие ₀ = 2.5 – 3.0. Кратность максимального момента _к = 2.8 – 3.5. Максимальный момент М_max ограничивается условиями коммутации. Нельзя давать большой М_max, так как будет искрение щеток.

Пусковые и перегрузочные свойства двигателей постоянного тока лучше чем у асинхронных двигателей переменного тока.

Регулирование скорости двигателей постоянного тока.

Оно может осуществляться тремя способами исходя из выражения

Е = с_ЕФ

откуда  = Е/c_ЕФ = U  (R_Я + R_р)I_Я

с_ЕФ (50)

1. – изменением напряжения U. Для этого нужно иметь систему “генератор – двигатель” или статический регулятор напряжения.

2. – реостатный – изменением R_р в цепи якоря;

3. - изменением магнитного потока Ф. Регулирование вверх. Узкий диапазон регулирования.

Двигатели постоянного тока по механическим характеристикам и регулировочным свойствам превосходят двигатели переменного тока.

Не находят широкого применения из-за:

1. – отсутствия дешевых преобразователей переменного тока в постоянный;

2. – дороговизны;

3. - ненадежности щеточно-коллекторного устройства.

Используются там где:

1. – требуется постоянство частоты вращения или изменение ее в широких пределах – исполнительные механизмы;

2. – требуется повышенный момент при возможности снижения частоты вращения – привод электропогрузчиков, лебедок, грузоподъемных механизмов, транспортных средств с электроприводом.