Характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.
Скоростная
характеристика двигателя посл.
возбуждения.
На этом графике представлена скоростная характеристика двигателя последовательного возбуждения.
Из этой характеристики видно, что скорость двигателя сильно зависит от нагрузки. При увеличении нагрузки увеличивается падение на сопротивлении обмоток при одновременном увеличении магнитного потока, что приводит к значительному уменьшению скорости вращения. Поэтому такие двигатели не следует пускать вхолостую или с малой нагрузкой. Двигатели с последовательным возбуждением применяют в тех случаях, когда необходим большой пусковой момент или способность выдерживать кратковременные перегрузки. Они используются в качестве тяговых двигателей в трамваях, троллейбусах, метро и электровозах, а также на подъёмных кранах и для пуска двигателей внутреннего сгорания (стартеры).
Уравнение
механической характеристики двигателя
последовательного возбуждения выглядит
следующим образом:
С увеличением нагрузки скорость двигателя резко падает.
С уменьшением нагрузки на валу двигатель развивает очень большую частоту вращения. Говорят, что двигатель идет вразнос. Работа двигателя последовательного возбуждения без нагрузки недопустима.
Двигатель смешанного возбуждения имеет механическую характеристику, представляющую собой нечто среднее между механическими характеристиками двигателя параллельного и последовательного возбуждения.
Двигатели с параллельным возбуждением применяются для привода станков и различных механизмов, требующих широкой регулировки скорости.
Двигатели с последовательным возбуждением применяются в качестве тяговых двигателей электровозов, трамваев и т.д.
Универсальные коллекторн. Электродвигат.
1 — пакет статора с обмоткой возбуждения;
2 — пакет якоря с обмоткой; 3 — коллектор; 4 — щетки; 5 — якорь тахогенератора (магнитное колесо)
Универсальный коллекторный электродвигатель (рис. 1.9.2) состоит из неподвижной (статор с обмоткой возбуждения) и подвижной части (якорь). Якорь электродвигателя вращается в подшипниках, устанавливаемых в подшипниковых щитах. Статор электродвигателя служит корпусом и набирается из, покрытых лаком, листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Пакет статора собирается из фигурной листовой электротехнической стали, образующей два полюса, на которые надеваются катушки обмотки возбуждения. Обмотка возбуждения соединяется последовательно с обмоткой якоря.
Якорь электродвигателя состоит из вала, на который напрессовывается сердечник с пазами для обмотки, набранный из покрытых лаком листов электротехнической стали, и коллектор. Коллектор набирается из медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками.
В стиральных машинах вращение от коллекторного электродвигателя на шкив оси барабана передается с помощью ременной передачи.
Принципиальная схема и кривая изменения вращающего момента коллекторного электродвигателя приведены на рис. 1.9.3.
Обмотка возбуждения коллекторного двигателя на полюсах статора включается последовательно с обмоткой якоря, и величина силы тока в них одинакова. Во многих моделях двигателей обмотка возбуждения разделяется на две части, включаемые с разных сторон якоря, что позволяет снизить радиопомехи.
При подключении электродвигателя к сети переменного тока по обмоткам возбуждения и якоря протекает ток, возбуждающий пульсирующий магнитный поток Ф. В результате взаимодействия
Рис. 1.9.3. Работа коллекторного электродвигателя:
а) — принципиальная схема: б) — кривая изменения вращающего момента; Я — якорь (ротор) с обмоткой постоянного тока и щетками; 08 — обмотка возбуждения на полюсах статора
магнитного потока Ф и токов в обмотке якоря возникает крутящий момент М, и электродвигатель начинает вращаться. Момент М имеет все время одно направление, т.к. одновременно с изменением направления магнитного потока возбуждения изменяется и направление тока в обмотке якоря. Изменение направления вращения якоря осуществляется переключением концов обмотки возбуждения или обмотки якоря.
Асинхронные однофазные электродвигатели отличаются от коллекторных простотой конструкции, большей надежностью и дешевизной. Скорость вращения вала асинхронного электродвигателя с двумя обмотками равна 2800 об/мин. Эта скорость кратным образом зависит от числа обмоток: при 16 обмотках (8 парах) скорость в 8 раз меньше, чем при одной паре обмоток и равна 350 об/мин.
Однофазный асинхронный электродвигатель состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Статор электродвигателя выполняется цилиндрическим и набирается из листов электротехнической стали. В пазы статора помещаются две однофазные обмотки: рабочая и пусковая. Ротор представляет собой цилиндрический сердечник, набранный из круглых пластин с отверстиями по окружности. Стержни, соединяющие пластины ротора, замыкаются кольцами. Сердечник ротора напрессовывается на вал.
По способу запуска однофазные асинхронные электродвигатели разделяются на двигатели с пусковой обмоткой повышенного сопротивления, отключаемой сразу после разгона ротора, двигатели с конденсаторным пуском и конденсаторные с пусковыми короткозамкнутыми витками на расщепленных полюсах.
Двигатели с пусковой обмоткой повышенного сопротивления просты по конструкции и дешевы, не имеют дополнительного фазосдвигающего элемента. Время подключения пусковой обмотки к сети обычно не превышает 5 сек. Двигатели имеют достаточно хорошие пусковые характеристики (кратность начального пускового момента — до 1,5), однако кратность пускового тока достигает 10 и более. К недостаткам двигателей данного типа следует отнести пониженную надежность по сравнению с конденсаторными двигателями из-за возможного выхода из строя пусковой обмотки.
Для улучшения пусковых характеристик последовательно с пусковой обмоткой включается пусковой конденсатор (рис. 1.9.4), наличие которого приводит в увеличению сдвига фаз и пускового крутящего момента. После пуска конденсатор отключается, поэтому все остальные характеристики двигателя сохраняются такими же, как и у двигателя с пусковой обмоткой повышенного сопротивления.