§4. Механические характеристики двигателей постоянного тока.

Это зависимость частоты вращения двигателя от момента на его валу.

n=f(M) или ω=φ(М) при U_a=const, i_в= const.

4.1. Двигатели параллельного возбуждения.

При R_доб=0 получаем естественную характеристику, приR_доб0 – искусственные характеристики.

4.2. Двигатели последовательного возбуждения.

n=f(M) или ω=φ(М) приU_a=const.

При изменении нагрузки ток якоря меняется, при этом меняется и ток возбуждения. При малых нагрузках двигатель идет в разнос. Поэтому такие двигатели нельзя применять для привода механизмов, работающих в режиме холостого хода или при небольшой нагрузке.

,

отсюда

Для двигателей параллельного возбуждения М=I_а, а для двигателей последовательного возбуждения М=.

При пуске допускается I_пуск=(1,5. . .2,0)Iи двигатели последовательного возбуждения развивают значительно больший пусковой момент. Для двигателей параллельного возбуждения менее опасны перегрузки по моменту. Они широко используются для электрической тяги, для грузоподъемных и поворотных механизмов.

§5. Рабочие характеристики двигателя с последовательным возбуждением.

Зависимости n=f(P₂) и М=f(P₂) являются нелинейными, Р₁=f(P₂),I_а=f(P₂) и η=f(P₂) имеют примерно такой же характер как у двигателя с параллельным возбуждением.

При мягкой характеристике двигателя с последовательным возбуждением частота вращения nобратно пропорциональна. В результате

Поэтому при изменении нагрузочного момента в широких пределах мощность Р₂, а следовательно Р₁ и токI_ау двигателей с последовательным возбуждением изменяется в меньших пределах, чем у двигателей с параллельным возбуждением. Кроме того, они лучше переносят перегрузку. Например, при заданной кратности перегрузки по моменту М/М_ном=k_Мток якоря в двигателе с параллельным возбуждением увеличивается вk_Мраз, а в двигателе с последовательным возбуждением только враз. Поэтому двигатель с последовательным возбуждением развивает больший пусковой момент, т.к. при заданной кратности пускового токаI_п/I_н=k_iпусковой момент его, а у двигателя с параллельным возбуждением.

Указанные преимущества двигателей с последовательным возбуждением наиболее четко проявляются в простых приводах, не имеющих систем автоматического управления. При наличии таких систем предпочтение всегда отдается двигателям с параллельным или независимым возбуждением, у которых с помощью регуляторов тока возбуждения можно получить требуемую форму механической характеристики (например, гиперболическую).

Двигатель со смешанным возбуждением.

В этом двигателе магнитный поток Ф создается в результате совместного действия двух обмоток возбуждения – параллельной и последовательной. Поэтому его механические характеристики 3 и 4 располагаются между характеристиками двигателей с параллельным (прямая 1) и последовательным (кривая 2) возбуждением. В зависимости от соотношения м.д.с. параллельной и последовательной обмоток при номинальном режиме можно приблизить характеристики двигателя со смешанным возбуждением к характеристике 1 (при малой м.д.с. последовательной обмотки) или к характеристике 2 (при малой м.д.с. параллельной обмотки). Одним из достоинств двигателя со смешанным возбуждением является то, что он обладает мягкой механической характеристикой, может работать при холостом ходе, т.к. его частота вращения n₀имеет конечное значение.