18.4. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения

Зависимость скорости вращения n, тока якоря I_я, вращающего момента М и коэффициента полезного действия  от полезной мощности Р₂ на валу двигателя при постоянном напряжении цепей якоря и возбуждения (I_B=const) называется рабочими характеристиками двигателя.

Рис.18.2. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения

Так как с увеличением полезной мощности вращающий момент возрастает, скорость вращения двигателя уменьшается.

С увеличением вращающего момента увеличивается пропорциональный ему ток якоря.

Наибольший  к.п.д. достигается при нагрузках, несколько меньших номинальной.

18.4. Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

Скорость вращения двигателя определяется формулой:

Полученная формула позволяет решить задачу регулирования скорости вращения двигателя. Так как сопротивление обмотки якоря имеет малую величину, то падение напряжения на активном сопротивлении якоря I_яR_я невелико по сравнению с напряжением сети.

Поэтому в формуле членом I_яR_я можно пренебречь.

Тогда

Отсюда  видно,  что  существует два  способа плавного изменения скорости вращения   двигателя  в широких пределах: 

1. изменение напряжения U, подведенного к якорю двигателя;

2. изменение магнитного потока возбуждения Ф (тока  возбуждения I_B).

На рис.18.1. показано возможное включение регулировочных реостатов в схему двигателя.

При увеличении сопротивления R₂ , при постоянном напряжении сети U, уменьшается напряжение, подведенное к якорю, и следовательно, скорость вращения двигателя.

С увеличением сопротивления R₁ уменьшается ток возбуждения и магнитный поток возбуждения, а, следовательно, увеличивается скорость вращения двигателя.

Второй способ регулирования скорости вращения двигателя предпочтительнее, так как он связан с меньшими потерями мощности: ток возбуждения в десятки раз меньше тока якоря, а потери пропорциональны квадрату тока. Однако при необходимости изменять скорость вращения двигателя в очень широких пределах одновременно используют оба способа.

Возможность плавного и экономичного регулирования скорости вращения в широких пределах является важнейшим достоинством двигателей постоянного тока.

Занятие 19. Свойства двигателя постоян­ного тока последовательного и смешанного возбуждения.

19.1. Схема двигателя последовательного возбуждения.

Обмотка  возбуждения двигателя включена последовательно с якорем, поэтому магнитный поток двигателя изменяется вместе с изменением нагрузки. Так как ток, потребляемый двигателем, достаточно  велик, обмотка возбуждения имеет небольшое число витков.

Рис.19.1. Схема двигателя последовательного возбуждения.

19.2. Работа двигателя последовательного возбуждения

Из- за последовательного включения обмоток якоря и возбуждения (рис.19.1.), магнитный поток Ф пропорционален току I, и в формуле

 следует считать

где k - постоянный коэффициент. Если принять k=1, то тогда

Вращающий момент двигателя последовательного возбуждения пропорционален квадрату тока, потребляемого двигателем.

Скорость вращения двигателя последовательного возбуждения определяется формулой

Отсюда видно, что для двигателей последовательного возбуждения опасен режим холостого хода, т.к. при уменьшении момента на валу до нуля, скорость вращения неограниченно увеличивается, двигатель идет «вразнос».

Это обстоятельство требует такого сочленения двигателя последовательного возбуждения с рабочей машиной, при котором режим холостого хода исключён.