3.11.2 Применение

В настоящее время двигатели с последовательным возбуждением применяются в электротяговом транспорте (трамваи, электровозы, механизмы перемещения мостов и тележек мостовых кранов). Постоянный ток здесь удобен тем, что при нём достаточно иметь только один провод (троллей), а последовательное возбуждение – по той причине, что двигатели не боятся больших снижений напряжений, при питании от троллеев на большие расстояния, и лучше  выдерживают перегрузки на подъёмах пути, благодаря тому, что при росте тока двигателя момент возрастает сильнее.

Рисунок 3.39 - Универсальные характеристики

 

Двигатели последовательного возбуждения более надёжнее, чем другие машины постоянного тока, т.к. обмотка возбуждения выполняется проводом большого сечения с малым напряжением между витками.

3.11.3 Построение характеристик

Для получения общего характера зависимостей можно воспользоваться кусочно- линейной  апроксимацией кривой намагничивания двигателя Ф_*=f(I_я*).

Первый участок  I_я*<0,3  М_*<0,15 (ненасыщенная магнитная система) может быть с достаточной точностью апроксимирован прямой  .

 

Тогда . Уравнения характеристик имеют вид:

 

 

– уравнение скоростной характеристики.

 

Т.к.

 

– уравнение механической характеристики.

        

Таким образом, при малых нагрузках, когда I_я* <0,3 скоростная и механическая характеристики представляют собой кривые гиперболического типа, одной из асимптот которых является ось ординат. Вторую асимп­тоту рассматривать не имеет смысла, так как она соот­ветствует I_я* >∞, т. е. таким величинам тока якоря и момента, которые лежат за пределами аппрок­симации. Из уравнений характеристики следует, что при I 0 и М 0, т. е. при идеальном холостом ходе, скорость двигателя неограниченно возрастает (ω∞). В дей­ствительности скорость двигателя даже при идеальном холостом ходе будет конечной, так как приI 0    имеем Ф  Ф_ост. Наличие остаточного потока определяет следующую величину скорости идеального холостого хода

.

 

Обычно Ф_ост.=0,02÷0,09, в связи с чем ω₀ – может в десятки раз превышать номинальную скорость. Такое превышение скоростидвигаетля недопустимо по условиям прочности коллектора и бандажей, крепящих обмотку якоря. Для выпускаемых двигателей .

 

В связи с этим ограничивается область применения рассматриваемых двигателей. Их нельзя применять для привода механизмов, у которых возможен режим холостого хода. Для устранений возникновения разноса в приводах с двигателями последовательного возбуждения недопустимо применение ремённых, клиноремённых и цепных передач.

         Определим жёсткость для начального участка, для этого выразим момент из уравнения механической характеристики

 

 

Отсюда

– жёсткость механической характеристики переменная. По мере снижения скорости  растёт модуль абсолютной жёсткости характеристик.

         Второй участок линейной апроксимации характеристики кривой намагничивания Ф_*=f(I_я*) соответствует значениям тока I_я* >1,3  М_* >1,4. Для этого участка . Уравнения характеристик на этом участке

- скоростная характеристика

 - механическая характеристика