6.6 Механическая и рабочая характеристики

Механическая характеристика двигателя постоянного тока – зависимость установившейся угловой скорости от момента на валу двигателя при постоянном напряжении и сопротивлении цепи якоря. В зависимости от способа включения обмотки возбуждения двигателя механическая характеристика имеет вид, указанный на рисунке 6.8. Из рисунка видно, что при изменении момента М от нуля до номинального значения частота вращения меняется незначительно в пределах (3…8)%. Такая характеристика (1) называется жесткой. Механическая характеристика двигателя последовательного возбуждения имеет вид, похожий на гиперболу (3) и называется мягкой. В двигателе смешанного возбуждения имеются две обмотки, одна из которых включается параллельно обмотке якоря, а другая – последовательно с ней. Доля каждой обмотки в создании суммарного магнитного потока машины может быть различной.

Рисунок 6.8 – Механические (а) и рабочие (б) характеристики двигателя:

1 – параллельного; 2 – смешанного; 3 – последовательного возбуждений

При согласном включении, когда параллельная и последовательная обмотки возбуждения создают потоки, совпадающие по направлению, двигатель смешанного возбуждения имеет характеристики, занимающие промежуточное положение между характеристиками параллельного и последовательного возбуждения. Встречное включение обмоток возбуждения применяют редко, так как в этом случае при пуске двигателя резко уменьшается пусковой момент из-за снижения магнитного потока. Обычно при пуске таких двигателей последовательную обмотку возбуждения закорачивают и она не участвует в создании магнитного потока. В рабочем режиме такой двигатель может имеет абсолютно жесткую внешнюю характеристику.

Рабочие характеристики двигателя – это зависимости частоты вращения n, вращающего момента М, тока якоря I_я, потребляемой мощности Р₁ и η от мощности на валу двигателя (Р₂) при U=const и I_в=const. На рисунке 6.8 б представлена зависимость n=f(Р₂).

6.7 Двигатели постоянного тока

Схемы возбуждения двигателей аналогичны рассмотренным для генераторов в силу обратимости машины. Наиболее распространены двигатели с последовательным и параллельным возбуждением, а двигатели со смешанным возбуждением по своим свойствам являются промежуточным между двигателями с параллельным и последовательным возбуждениями.

Двигатели с последовательным возбуждением применяются в устройствах, требующих пуска под нагрузкой, и не создают бросков тока в питающей сети по сравнению с двигателями параллельного возбуждения.

Пуск в ход двигателя постоянного тока

В момент пуска двигателя ток якоря велик и для его ограничения последовательно с обмоткой якоря вводится дополнительное сопротивление, называемое пусковым реостатом, сопротивление которого подбирают так, чтобы пусковой ток превышал номинальный только в 1,5 раза.

Различают три способа пуска двигателей постоянного тока: а) прямой пуск, при котором цепь якоря включается на полное напряжение, что возможно только у двигателей малой мощности; б) пуск с помощью пускового реостата; в) пуск при пониженном напряжении от источника с регулируемым напряжением.