книги из ГПНТБ / Сафонов А.С. Специальная электротехника учеб. для воен.-мор. команд.-инженер. училищ

Частоту вращения электродвигателя можно регули­ ровать, как указывалось ранее, изменением магнитного потока или изменением падения напряжения в цепи якоря. Изменение потока производится с помощью регу­ лировочного реостата rv в цепи возбуждения (рис. 19.5). При изменений сопротивления гр изменяется сила тока возбуждения ів и, следовательно, магнитный поток Ф. При этом частота вращения, как это следует из уравне-

Другими словами, при M=const увеличение частоты вра­ щения электродвигателя путем уменьшения магнитного потока вызывает увеличение силы тока якоря, а следо­ вательно, перегрузку якоря по току. Если же регулиро-

410

вание производится при Р н = const, то ослабление потока будет вызывать увеличение частоты вращения и умень­ шение вращающего момента при неизменной силе тока 1Я якоря

Я н = ЛГтсп/ЗО = См Ф/я */г/30 = £Ф/я /г

т.е. в этом случае не будет перегрузки якоря по току. Таким образом, метод ослабления потока позволяет

плавно и экономично (небольшие потери i\rB) регулиро­ вать частоту вращения электродвигателя параллельного

возбуждения. Однако значительное увеличение частоты вращения может привести к перегрузке якоря по току, неустойчивой работе и возможности разноса электро­ двигателя, т. е. его механическому разрушению. По этим причинам увеличивать частоту вращения электродвигате­ лей общего применения можно только на 20—25% выше номинальной. Специальные электродвигатели рассчиты­ ваются на большие пределы регулировки частоты вра­ щения.

Регулирование частоты вращения электродвигателя путем изменения падения напряжения в цепи якоря обычно производится реостатом в цепи якоря. В самом деле, если при неизменных напряжении U, силе тока возбуждения ів и моменте М т ввести в цепь якоря сопро-

411

в первый момент резко уменьшится, а через некоторое время восстановится до прежней величины. Объясняется это тем, что при введении сопротивления напряжение на зажимах якоря понизится, а частота вращения благода­ ря инерции якоря уменьшится не сразу. По мере умень­

теля разрыв цепи возбуждения недопустим. Действи­ тельно, при обрыве цепи возбуждения магнитный поток уменьшается до величины потока остаточного намагни­

параллельного возбуждения кратко можно сформулиро­ вать так.

1. Частота вращения электродвигателя при колеба-

412

ниях нагрузки от холостого хода до номинальной изме­ няется незначительно.

2.Электродвигатель допускает регулировку частоты вращения в широких пределах и, кроме того, может ра­ ботать вхолостую.

3.Электродвигатель развивает вращающий момент, пропорциональный силе тока в якоре (Ф —const), и по­ требляет силу тока из сети, пропорциональную нагрузке на валу.

4.Электродвигатель не допускает обрыва цепи воз­ буждения, так как в этом случае при работе вхолостую он пойдет вразнос, а при работе под нагрузкой может сгореть обмотка якоря.

§19.7. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО

ВОЗБУЖДЕНИЯ

Электродвигатель постоянного тока, обмотка возбуж­ дения которого соединена по­ следовательно с якорем, на­ зывается электродвигателем последовательного возбуж­ дения. На рис. 19.10 приведе­ на электрическая схема, где обозначены: Я — якорь; гп — пусковой реостат; СО— об­ мотка возбуждения.

При работе электродви­ гателя имеют место следую­ щие соотношения:

Рис. 19.10. Схема электродви­ гателя последовательного воз­ буждения

413

шина ненасыщена и магнитный поток пропорционален силе тока якоря Ф = С Ф / Я . В результате вращающий мо­ мент пропорционален квадрату силы тока якоря:

Поэтому при малых и средних нагрузках характеристи­ ка M = f(P2) имеет вид параболы (рис. 19.11). При боль­ ших нагрузках машина насыщается, вследствие чего по-

Рис. 19.11. Рабочие характеристики электродвигателя последовательного возбуждения

ток при увеличении нагрузки увеличивается незначитель­ но, рост вращающего момента замедляется и его харак­

414

электродвигателя достигает большой величины, опасной для механической прочности якоря. Поэтому для элек­

При такой падающей характеристике электродвигатель работает устойчиво при любой нагрузке на валу.

Частоту вращения электродвигателя последователь-, ного возбуждения можно регулировать как регулировоч­ ным реостатом, включенным в цепь якоря, так и регули­ ровочным реостатом, включенным параллельно обмотке возбуждения (рис. 19.13). На практике применяется главным образом второй способ регулирования. При этом способе часть силы тока отводится в регулировоч­ ный реостат, в результате сила тока в обмотке возбужде­ ния и магнитный поток уменьшаются, а частота враще­ ния двигателя увеличивается.

415

Основные свойства электродвигателя последователь­ ного возбуждения можно сформулировать следующим образом:

1. При изменениях нагрузки частота вращения элек­ тродвигателя резко меняется, т. е. электродвигатель

§ 19.8. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ СМЕШАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Электродвигатель постоянного тока, имеющий парал­ лельную и последовательную обмотки возбуждения, на­ зывается электродвигателем смешанного возбуждения. На рис. 19.14 изображена электрическая схема такого электродвигателя, где обозначены: Я — якорь; ШО — параллельная обмотка возбуждения; СО — последова­ тельная обмотка возбуждения.

Электродвигатели смешанного возбуждения обычно имеют основную обмотку возбуждения, параллельную или последовательную, и вспомогательную, соответствен­ но последовательную или параллельную. В большинстве

416

случаев обмотки возбуждения таких электродвигателей включаются согласно, т. е. так, чтобы их магнитные по­ токи складывались. При таком соединении имеют место следующие соотношения:

двигатель последовательного возбуждения может рабо­ тать вхолостую.

В электродвигателях, имеющих основную параллель­ ную обмотку, небольшая последовательная обмотка при­

характеристики машины. Такая обмотка называется стабилизирующей. В корабельных электрических маши­ нах серии П имеется стабилизирующая обмотка. Все электродвигатели параллельного возбуждения общего применения также имеют стабилизирующую обмотку.

На рис. 19.15 показаны рабочие характеристики ком­ паундированного электродвигателя параллельного воз-

417

тирные кривые) при отсутствии вспомогательных обмо­ ток у электродвигателей.

конструктивному исполнению. Объясняется это особен­ ностями условий работы авиационных электродвигате­ лей и требованиями, предъявляемыми к ним. Особенно­

активные материалы и высоких частотах вращения. Это обеспечивает малые массу и габариты. Однако высокая

большим передаточным числом, доходящимдо 15 000 и более. Редукторы, с одной стороны, позволяют умень­ шить частоту вращения исполнительных механизмов и, с другой стороны, примерно во столько же раз увеличи­ вать момент на выходе устройства. К. п. д. редуктора с увеличением передаточного числа уменьшается, дости­ гая в некоторых случаях 10—15%- Несмотря на это, ре­ дукторы имеют некоторые преимущества, в частности, дают постоянную нагрузку на валу электродвигателя.

2. Кратковременный - режим работы. Подавляющее большинство авиационных электродвигателей работает

418

в кратковременном или повторно-кратковременном режи­ мах. Это также обеспечивает их малые массу и габа­ риты.

3. Наличие большого пускового момента. Это требо­ вание обусловлено надежностью работы механизма. При всех возможных моментах сопротивления на валу меха­

наибольший пусковой момент. Этому требованию обыч­ но удовлетворяют электродвигатели последовательного возбуждения, у которых М п = (3—4)МН . Поскольку элек­ тродвигатели соединяются с механизмами через редук­ торы, имеющие низкий к. п. д., то они могут работать вхолостую, не боясь разноса.

4. Относительно малый срок службы машин, обуслов­ ленный высокой их напряженностью (минимальные масса и габариты). Однако минимальные масса и габа­ риты не должны снижать надежность электродвигателей.

5. Работа электродвигателей при пониженных напря­ жениях, при температуре окружающей среды, изменяю­ щейся в диапазоне от —60° до +50° и более, а также в условиях значительной вибрации, повышенной влажности и резко меняющегося давления.

Авиационные электродвигатели постоянного тока представляют собой небольшие по размеру машины, за­ крытого, защищенного или герметического исполнения. Большинство из них выполняется цилиндрической фор­ мы с двумя подшипниковыми щитами и фланцевым креплением. Отношение длины к диаметру составляет 1,0—2,5. Некоторые электродвигатели выполняются с неподвижным якорем и вращающейся магнитной систе­ мой. Магнитная система имеет, как правило, симметрич­ но расположенные полюса. Однако встречаются элек­ тродвигатели с одним конструктивным магнитным полю­ сом. В них ось якоря располагается эксцентрично по от­ ношению к оси корпуса. В машинах мощностью менее киловатта добавочные полюса обычно не устанавлива­ ются, но якорь в этом случае имеет небольшое число зуб­ цов. Подключение электродвигателей в электрические системы производится с помощью штепсельных разъемов и иногда болтовых соединений.

Наибольшее применение из авиационных электро­ двигателей имеют машины серии МУ, МУК, Д, СД, Д Р В ,

419