5.Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения.

Если напряжение возбуждения Uв равно напряжению U, подведенного к цепи якоря, то применяют двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением, т.е. обмотку возбуждения ОВ подключают параллельно обмотке якоря. Эксплуатационные свойства двигателей постоянного тока определяются их рабочими характеристиками. Рабочие характеристики представляют собой зависимость частоты вращения n, тока Iа в обмотке якоря, полезного момента М2 от полезной мощности двигателя Р2 при неизменных значениях напряжения питания U и тока в обмотке возбуждения Iв.

Характеристика n=f(P2). Имеет вид кривой, наклоненной к оси абсцисс. Такая форма характеристики объясняется тем, что с ростом нагрузки двигателя Р2 увеличивается ток якоря Iа, следовательно возрастает падение напряжения в цепи якоря, что ведет к снижению частоты вращения.(т.к., где). В мощных двигателях реакция якоря значительна и в опр.момент частота вращения начнет возрастать и работа двигателя становится неустойчивой. Для компенсации этого послед-но обмотке якоря включают стабилизирующую обмотку, чтобы ее МДС была сонаправлена с МДС ОВ. Это компенсирует размагн.действие реакции якоря.

Характеристика M2=f(P2). Определяется выражением М2=Р2/w=9,55P2/n. Если n = const, то график M2=f(P2) представляет собой прямую линию, выходящую из начала осей координат. Однако с ростом нагрузки двигателя, частота уменьшается, что приводит к нелинейности рассматриваемой характеристики.

Характеристики Ia=f(P2). Не выходит из начала осей координат, т.к. в режиме хх двигатель потребляет из сети ток холостого хода I0 и развивает момент хх М0, обусловленный механическими и магнитными потерями в двигателе.

Механические характеристики. Представляет собой графически выраженную зависимость частоты вращения якоря n от электромагнитного момента М при неизменных напряжении питания и сопротивлении реостата в цепи возбуждения. Т.к.,, имеем:

, где

n₀=- частота вращения двигателя при х.х. ∆n=– величина перепада частоты вращения якоря, вызванная действием статического нагрузочного момента машины Мс.

Если пренебречь размагн.дейтвием реакции якоря то мех.хар-ка имеет вид прямой, наклоненной к оси абсцисс – естесственная хар-ка. При увеличении нагрузки ∆n увеличивается, -уменьшается и угол наклона изменяется. Так получаются искусственные хар-ки (рис.а).

На форму данных характеристик влияет и Ф. При уменьшении Ф увеличивается и n0, и ∆n(обратно пропорционально Ф и Ф² соответственно).Это приводит к резкому изменению жесткости мех.хар-ки(рис.б)

При изменении подводимого напряжения U n меняется пропорционально ему. ∆n не зависит от U. Поэтому жесткость хар-ки не изм-ся. Хар-ки двигаются вдоль оси ординат, оставаясь параллельными друг другу. (рис.в)

Исходя из всего этого регулирование частоты вращения двигателя можно изменением сопротивления цепи якоря, изменением основного магнитного потока Ф, изменением напряжения в цепи якоря, импульсным регулированием.

6.Генератор постоянного тока смешанного возбуждения.

Генератор смешанного возбуждения имеет параллельную и последовательную обмотки возбуждения.(Рис 2 А) Поток возбуждения создается в основном параллельной обмоткой. Последовательная обмотка обычно включается согласно с параллельной (чтобы МДС обмоток складывались), что обеспечивает получение жесткой внешней характеристики генератора.

В режиме хх генератор имеет только параллельное возбуждение, т.к. ток в последовательной обмотке возбуждения отсутствует.=> характеристика аналогична хар-ке генератора параллельного возбуждения.(рис.1)

Характеристику короткого замыкания генератора смешанного возбуждения можно снять только при питании параллельной обмотки возбуждения от постороннего источника, если действие последовательной обмотки является встречным, т.к. при согласном действии обмоток возбуждения возникает недопустимо большой ток возбуждения.

Внешняя характеристика U=f(I) снимается при n=const и R_в=const.

С появлением нагрузки возникает МДС последовательной обмотки возбуждения, которая подмагничивает машину, компенсирует размагничивающее якоре. В этом случае внешняя характеристика становится наиболее жесткой, т.е. напряжение на зажимах генератора при увеличении тока нагрузки остается практически неизменным (график 2). Если же требуется, чтобы напряжение на зажимах в конце линии оставалось практически неизменным, то число витков последовательной обмотки увеличивают так, чтобы МДС этой обмотки компенсировала еще и падение напряжения в проводах линии (график 1).

Рис 1

При встречном включении обмоток возбуждения напряжение генератора с ростом тока нагрузки резко уменьшается, из-за размагничивающего действия последовательной обмотки возбуждения, МДС которой направлена против МДС параллельной обмотки.(график 3). (рис 2. Б)

Генераторы смешанного возбуждения с согласным включением обмоток возбуждения применяют для питания силовой нагрузки в случаях, когда требуется постоянство напряжения в линии.

Регулировочная хар-ка i_в=f(I) при U=const и n=const и нагрузочная хар-ка U=f(i_в) при I=const и n=const. Эти характеристики зависят от способа включения последовательной и параллельной обмоток. Для регулировочной хар-ки (рис3 а) при согласном включении харка (3) при встречном включении хар-ка(4).Для нагрузочной хар-ки (рис 3 б) при согласном включении обмоток хар-ка(4) при встречном включении хар-ка(5)

Рис 2

а) б)

Рис 3