4.2. Регулирование угловой скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения изменением магнитного потока

Из уравнения электромеханической характеристики

следует, что возможны три принципиально различных способа регулирования угловой скорости двигателя:

1) изменением тока возбуждения (ослаблением магнитного потока двигателя);

.2) изменением сопротивления цепи якоря посредством резисторов (реостатное);

3) изменением подводимого к якорю двигателя напряжения (изменением якорного напряжения).

Регулирование угловой скорости двигателя ослаблением магнитного потока является одним из наиболее простых и экономичных способов. Мощность, потребляемая обмоткой возбуждения двигателя, составляет примерно 2—2,5 % мощности двигателя.

Принципиальные схемы электропривода при регулировании тока возбуждения показаны на рис. 4.3. Регулирование скорости в этом случае осуществляется вверх от основной, причем допустимый момент двигателя изменяется по закону гиперболы, а допустимая мощность остается неизменной. Так как допустимая нагрузка определяется током, равным номинальному, то мощность, развиваемая двигателем, постоянна () независимо от магнитного потока (тока возбуждения). Электромеханическим характеристикампри изменении тока возбуждения соответствуют различные значения угловой скорости идеального холостого хода, определяемые как (рис.4.4, а). Все электромеханические характеристики пересекаются с осью абсцисс в одной точке. Последнее следует из того, что при уравнение для любой электромеханической характеристики имеет вид

,

откуда определяется ток в якоре двигателя

.

Механические характеристики, показанные на рис. 4.4, б, имеют те же значения угловых скоростей идеального холостого хода, что и для электромеханических характеристик. Однако эти характеристики не пересекаются в одной точке на оси абсцисс, так как по мере уменьшения потока уменьшается и момент короткого замыкания, определяемый по формуле

.

Регулирование является экономичным и при постоянной мощности. Полному использованию двигателя соответствуют точки, находящиеся на линии номинального тока , т.е. точки, лежащие на гиперболической кривой момента сопротивления, как это показано пунктиром на рис. 4.4, б.

При этом потери мощности в цепи якоря при работе на регулировочных характеристиках будут такими же, как и на естественной характеристике, а потери на возбуждение - меньше.

При работе на угловых скоростях, соответствующих, точкам, лежащим левее указанной кривой момента , двигатель будет недогружен, напротив, работа на скоростях правее этой кривой приведет к перегрузке двигателя.

Обычно регулируемые двигатели имеют диапазон регулирования от 2:1 до 5:1, в ряде случаев до (8—10): 1.

Плавность регулирования в пределах заданного диапазона может быть получена весьма значительной и определяется количеством ступеней регулировочного реостата или же числом ступеней специальных устройств, регулирующих напряжение, подводимое к обмотке возбуждения.

Стабильность угловой скорости при регулировании достаточно высокая.