Двигатель последовательного возбуждения
В данном
двигателе (рисунок 3.2,в) ток возбуждения
Iв =
Ia,
поэтому магнитный поток Ф является
функцией тока якоря Ia.
При токе якоря Ia
<(0.8
0.9)
Iан
магнитная система машины не насыщена,
поэтому Ф = кФIa
(рисунок 3.10).
Рисунок 3.10 Зависимость Ф = f(Iв) для двигателя
последовательного возбуждения
Уравнение скоростной характеристики
,
(3-18)
где с1, с2 – постоянные.
Следовательно, скоростная характеристика n = f(Ia) имеет вид гиперболы (рисунок 3.11).
Рисунок 3.11 Скоростная характеристика двигателя последовательного возбуждения
Аналогично может быть получена зависимость электромагнитного момента от тока якоря М = f(Ia). При Ia< (0,8 0,9)Iан.
М = сМФIa = сМ кфIa2 = с3Ia2, (3-19)
где с3 – постоянная.
Зависимость М = f(Ia) имеет форму параболы (рисунок 3.12). Свойства двигателя развивать момент, приблизительно пропорциональный квадрату тока, имеет важное значение, особенно в тех случаях, когда нужен большой пусковой момент (краны, электровозы, тепловозы, и т.п.), и там, где необходима большая (до 300%) перегрузочная способность двигателя.
Следует
при этом отметить характерную разницу
между двигателями параллельного и
последовательного возбуждения. При
увеличении момента в два раза в двигателе
параллельного возбуждения из-за Ф =
const ток
якоря Iа
и мощность Р1
возрастают также в два раза при почти
неизменной частоте вращения. У двигателя
последовательного возбуждения дело
обстоит иначе. Если двигатель не насыщен
(Ф
Ia),
то двойной момент создается за счет
увеличения как тока Ia,
так и потока Ф в
раз, мощность двигателя UI1,
увеличивается тоже в
раз, а его частота вращения уменьшается
в
раз. Следовательно, при изменении
нагрузочного момента в широких пределах
у данного двигателя мощность Р1,
ток Ia
изменяются в меньших пределах, чем у
двигателей параллельного возбуждения.
Рисунок 3.12 Зависимость М = f(Ia) для двигателя
последовательного возбуждения
Механическая характеристика двигателя последовательного возбуждения (рисунок 3.13) может быть построена на основании зависимости n = f(Ia) и М = f(Ia). При токе якоря, меньшем (0,8 0,9)Iан, частота вращения изменяется по закону
, (3-20)
где
– постоянная.
Рисунок 3.13 Механическая характеристика двигателя
последовательного возбуждения
При Rдоб = 0 имеем естественную механическую характеристику, если Rдоб >0 – искусственные (реостатные). Механические характеристики являются «мягкими» и имеют, как и скоростные, также гиперболический характер. При малых нагрузках двигатель идет в «разнос». Поэтому такие двигатели нельзя применять для привода механизмов, работающих в режиме холостого хода и при небольшой нагрузке (различные станки, транспортеры и пр.). Обычно минимально допустимая нагрузка составляет (0,2 0,25) Iан.
На рисунке 3.14 приведены рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения
Рисунок 3.14 Рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения