3. Механические характеристики двигателей постоянного тока

Зависимость частоты вращения двигателя от момента на его валу при постоянном напряжении на зажимах и неизменном токе в обмотке возбуждения называются механическими характеристиками, т.е. n = f(M) при U=const и I_в = const. Характер этих зависимостей вытекает из выражения:

(16.11)

При постоянном магнитном потоке Ф семейство механических характеристик (рис. 16.3) проходит через одну точку n_о - скорость вращения идеального холостого хода и отличается от характеристик n = f(I_я) только масштабом по оси абсцисс.

Рисунок 16.3 - Механические характеристики ДПТ

параллельного возбуждения

При включении добавочного сопротивления в цепь якоря R_ря эти характеристики проходят более круто, и частота вращения при том же тормозном моменте М_т на валу уменьшается (см.рис.16.3). Механическая характеристика, определенная без добавочных сопротивлений в цепи якоря (R_ря = 0) и регулировочных сопротивлений в цепи возбуждения, называется основной механической характеристикой.

4. Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока

Из выражения для скорости вращения двигателя постоянного тока (16.6)

следует, что регулирование n можно производить тремя способами:

а) изменением подводимого к двигателю напряжения сети U;

б) изменением падения напряжения в цепи якоря I_я(R_я + R_ря);

в) изменением магнитного потока Ф.

Первый способ регулирования сложен и дорог в осуществлении и применяется в тех случаях, когда данный двигатель питается от отдельного генератора. Наиболее распространенной в технике системой такого регулирования, позволяющей изменять частоту вращения в широких пределах, является система "генератор-двигатель".

Второй и третий способы широко распространены.

Регулирование частоты вращения двигателя параллельного возбуждения реостатом R_ря, включенным последовательно в цепь якоря, применяется, главным образом, для двигателей малой мощности, так как существенным недостатком такого способа является малая экономичность ввиду больших потерь энергии в самом регулировочном реостате и уменьшения КПД. Этот способ позволяет осуществить регулирование n только в сторону уменьшения (регулирование "вниз") и эффективен только при больших нагрузках (см.рис.16.3).

Регулирование частоты вращения третьим способом - ослаблением потока возбуждения Ф (кривая 2, рис.16.4) - в двигателе параллельного возбуждения осуществляется с помощью реостата R_р, который включается последовательно в цепь обмотки возбуждения (рис.16.1).

Рисунок 16.4 - Регулировочная характеристика

Такой способ регулирования весьма экономичен, так как потери в цепи возбуждения при этом невелики. Регулирование частоты вращения двигателя изменением тока возбуждения возможно, как правило, только в сторону увеличения частоты вращения от ее номинального значения (регулирование "вверх"), так как при номинальной частоте вращения регулировочный реостат R_ш в цепи возбуждения практически выведен. При изменении потока Ф (изменением тока возбуждения I_в) частота вращения двигателя n при постоянном напряжении на зажимах и постоянном моменте сопротивления на валу изменяется примерно по гиперболическому закону (кривая 1, рис.16.4). Это легко пояснить, пользуясь формулой для n (16.6), в которой числитель остается примерно постоянным, а знаменатель, пока магнитная система не насыщена, изменяется пропорционально току возбуждения I_в, т.е.

Текст составил доцент кафедры «Радиоэлектроника»

________Н.В. Руденко