Вопросы и задания

1. Поясните электромагнитные причины искрения щеток.

2. Поясните смысл э.д.с. е_И и е_В.

3. Составьте уравнение коммутации и найдите его решения для случая идеальной прямолинейной коммутации.

4. Что представляет собой замедленная и ускоренная коммутация и почему при этих коммутациях возникает искрение щеток?

5. Какие существуют методы устранения причин механического и электромагнитного искрения щеток?

3.8 Двигатель параллельного возбуждения

и его рабочие характеристики

Якорь Яи обмотка возбужденияОВподключены параллельно к источнику постоянного напряженияUчерез регулировочные дополнительные сопротивленияR_ДЯиR_ДВ(рис.3.13). Такой ДПТ называют такжешунтовым. Двигатель вращается с частотойωи развивает на валу вращающий моментМ.

Уравнение обмотки возбуждения

(3.17)

Уравнения цепи якоря в переходном и установившемся режимах

(3.18)

где елибоЕ- э.д.с. вращения ДПТ, определяемая по выражению (3.6).

Уравнение цепи якоря (3.18) для установившегося режима с учетом (3.6)

(3.19)

где с_Ф– коэффициент магнитного потока ОВ, который пропорционален токуI_Bв ней, определяемый согласно (3.17):

(3.20)

где k_OB- конструктивный коэффициент обмотки возбуждения.

Решением уравнения (3.19) относительно ωявляется электромеханическая характеристика (ЭМХ) ДПТ:

(3.21)

показывающая зависимость частоты вращения ωДПТ от тока якоряI_Я.

Если ДПТ не нагружен (работает вхолостую), то ток якоря I_Янулевой, а частота вращенияωназывается частотойω₀холостого хода, которая согласно (3.21) равна

(3.22)

После замены в (3.21) тока якоря I_Яна найденное из (3.9) значение, получим механическую характеристику (МХ) ДПТ:

(3.23)

МХ показывает зависимость частоты вращения ωДПТ от вращающего моментаМ.

ЭМХ и МХ, определяемые выражениями (3.21) и (3.23), являются прямыми линиями (рис.3.13,б,в).

Если напряжение питания Uсхемы номинальноеU_номи ОВ и якорь подключены к питанию напрямую без дополнительных сопротивленийR_ДВиR_ДЯ, то ЭМХ и МХ называются естественными (графики1на рис.3.13,б,в), а частота холостого ходаω_0Еназывается естественной. Коэффициенты наклона естественных ЭМХ и МХ согласно (3.21) и (3.23) равны

(3.24)

Если напряжение питания Uсхемы номинальноеU_номи ОВ и якорь подключены к питанию через дополнительные сопротивленияR_ДВиR_ДЯ, то ЭМХ и МХ называются искусственными (графики2и3на рис.3.13,б,в). Частота холостого хода при номинальном возбуждении (сопротивлениеR_ДВвыведено) равна естественнойω_0Е(графики3на рис.3.13,б,в). При введении сопротивленияR_ДВток возбужденияI_Bв соответствии с (3.17) понижается и снижается коэффициент магнитного потокас_Ф (3.20). Частота холостого ходаω₀становится большеω_0Е(3.22) и называется она частотой холостого ходаω_0Иискусственной характеристики (графики2на рис.3.13,б,в).

Коэффициенты наклона естественных ЭМХ и МХ согласно (3.24) увеличиваются как при введении сопротивления R_ДЯ(числители формул (3.24), так и при введенииR_ДВ, так как ослабляется магнитный поток и уменьшается коэффициент потокас_Ф(3.20).

Ток якоря I_Яв момент пуска, определяемый из ЭМХ при частотеω=0, называется пусковымI_ЯП. При прямом пуске ДПТ на естественной характеристике (без сопротивленияR_ДЯ), пусковой токI_ЯПв5...40раз превышает номинальный ток якоряI_Я.НОМ. Этот ток намного превышает допустимый, равный (2...3)I_Я.НОМ, по условиям возникновения опасного искрения щеточного узла якоря.

Если обмотка возбуждения и якорь получают питание от двух независимых источников постоянного напряжения и , то ДПТ является двигателем с независимым возбуждения. Для него ЭМХ и МХ такие же, как и для ДПТ с параллельным возбуждением.