15. Механические характеристики двигателя последовательного возбуждения.

Механические характеристики представляют зависимости частоты вращения двигателя от момента n = f(M) при U_c = U_n = const, и R_д= const. Характеристику без добавочного сопротивления называют естественной, с добавочным сопротивлением — искусственной.

В не насыщенной области , момент двигателя пропорционален квадрату тока или квадрату потока, и тогда для механической характеристики справедливы формулы:

Механические характеристики представлены на рисунке ниже.

При R_д=0 – это естественная характеристика.

По мере роста нагрузки они отклоняются от зависимости формулы, представленной выше, становясь всё более прямолинейными. Эти характеристики искусственные и всегда устойчивы. Как только n будет меньше нуля, то это будет режим противовключения, т.е. режим тормоза.

Уменьшение мощности двигателя ΔР при постоянном моменте происходит за счёт изменения скорости и определяется потерями в добавочном сопротивлении:

КПД двигателя уменьшается с переходом на более низкую искусственную характеристику

При ХХ М стремится к 0, а т.к. n ~ 1/ , то n стремится к бесконечности. Можно сделать вывод, что ДПсВ не работает при ХХ, он уходит в разнос.

ДПрВ	ДПсВ
M~Ia	M~Ia2
n≈const	n ~ 1/
P2=2πnM~M	P2=2πnM~ (т.к. n ~ 1/ )

16. Регулирование скорости двигателя параллельного возбуждения изменением потока, введением сопротивления в цепь якоря, изменением напряжения цепи.

Двигатели постоянного тока имеют хорошие регулировочные свойства. Их скорость вращения можно изменять по-разному: вводя добавочное (регулировочное) сопротивление в цепь обмотки якоря, изменяя напряжение якорной цепи или регулируя ток возбуждения. Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. Рассматривая переходные режимы при регулировании скорости, принимаем следующие допущения.

1. Пренебрегаем размагничивающим действием реакции якоря.

2. Тормозной статический момент считается постоянным.

3. Скорость вращения, связанная с вращающимися маховыми массами, считаем постоянной в течение времени электромагнитного переходного процесса.

Регулирование скорости двигателя параллельного возбуждения реостатом в цепи якоря

(это r_pa на скане)

Регулирование скорости вращения двигателя параллельного (независимого) возбуждения посредством изменения тока возбуждения (магнитного потока)

При изменении тока возбуждения изменяется магнитный поток возбуждения. Связь потока с током нелинейная, если проявляется насыщение магнитной цепи машины. Это усложняет вывод формулы зависимости скорости от тока возбуждения. Определим её зависимость от магнитного потока, которая даст качественную картину связи скорости и тока возбуждения. До изменения потока, Ф_δ = Ф_δ1.

В первые моменты после уменьшения тока возбуждения и потока:

скорость не изменяется, и ток якоря быстро увеличивается до I^`_а:

М₀ не постоянен так как будут потери на больших n. (буква n в данном случае аналогична Омега).

Вообще, n ~ 1/Ф_δ ~ 1/i_в, поэтому зависимость n(i_в) гиперболическая.

Регулирование скорости вращения двигателя параллельного возбуждения посредством изменения напряжения на якоре

Данный способ применяется для регулирования скорости вращения двигателей большой мощности в металлургии, на транспорте. (в том числе морском) и пр., где требуется глубокое регулирование скорости и поддержание её высокой точности. В ней нет силовых контакторов и реостатов в цепи якоря. Приводом генератора может быть дизель, синхронный или асинхронный электродвигатель. Регулируя ток возбуждения генератора, изменяют напряжение, подводимое к якорю двигателя. Пуск двигателя осуществляется при пониженном напряжении и максимальном потоке возбуждения.

До момента изменения напряжения U = U₁:

При повышении напряжения скачком (условно) до величины U₂, быстро, практически, с электромагнитной постоянной времени Т_а, возрастает ток якоря:

Вращающий электромагнитный момент возрастает вместе с током, и возникает положительный динамический момент М_j > 0.

Увеличение тока возбуждения приводит к снижению наклона характеристики и уменьшению напряжения трогания — рост магнитного потока компенсируется снижением пускового тока. При U < U_Tp двигатель может перейти в тормозной режим противовключения, если это момент активного типа. Для двигателей малой мощности, работающих в системах автоматики, способ регулирования скорости вращения изменением напряжения на якоре, непосредственно с помощью полупроводникового источника питания, широко применяется благодаря линейной зависимости скорости вращения.