6.6. Электродвигатели постоянного тока последовательного и смешанного возбуждений и их основные характеристики
На рис.6.22 изображена схема электродвигателя последовательного возбуждения.
Рис.6.22. Электрическая схема электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения
Общий
ток двигателя одновременно является
током якоря и током возбуждения
.
Обмотка возбуждения имеет небольшое
количество витков толстого провода.
При пуске двигателя пусковой ток
,
где
– сопротивление полностью введённого
пускового реостата. Пусковой ток
превышает номинальный ток двигателя,
поэтому двигатель последовательного
возбуждения нельзя включать без нагрузки.
Нагрузка обычно составляет примерно
.
Рост нагрузки приводит к увеличению
,
поэтому двигатели постоянного тока
последовательного возбуждения не боятся
перегрузки и применяются в приводах
кранов, а также троллейбусов, трамваев,
метро и т.д.
Из
характеристик двигателей последовательного
возбуждения применяется только
механическая характеристика
при
(рис.6.23).
Рис.6.23. Механическая характеристика электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения
На
рис.6.24 и рис.6.25 изображены соответственно
схемы электродвигателя постоянного
тока смешанного возбуждения с согласным
и встречным включением обмоток.
Механические характеристики
,
,
изображены на рис.6.26. Характеристики 1
и 2 показывают зависимости частоты
вращения двигателя от изменения
вращающегося момента соответственно
при встречном и согласном включении
шунтовой и сериесной обмоток возбуждения.
Рис.6.24. Электрическая схема электродвигателя постоянного тока смешанного возбуждения с согласным включением обмоток возбуждения
При
согласном включении шунтовой и сериесной
обмоток возбуждения (кривая 2) двигатель
имеет менее жесткую характеристику.
Это объясняется тем, что суммарный
магнитный поток статора увеличивается,
а частота вращения двигателя, изменяющаяся
по соотношению
,
уменьшается.
При встречном включении обмоток возбуждения двигатель имеет жесткую механическую характеристику (кривая 1), при этом уменьшается общий магнитный поток статора двигателя при увеличении нагрузки.
Рис.6.25. Электрическая схема электродвигателя постоянного тока смешанного возбуждения с встречным включением обмоток возбуждения
Рис.6.26. Механические характеристики электродвигателя постоянного тока при встречном и согласном включении шунтовой и сериесной обмоток возбуждения
Регулирование скорости двигателя осуществляется изменением нагрузки. Электродвигатели смешанного возбуждения применяют для электроприводов кранов, компрессоров, насосов.
6.7. Пуск, регулирование частоты вращения и реверс электродвигателей постоянного тока
Пуск
двигателей постоянного тока может быть
прямым, реостатным и при пониженном
напряжении. При прямом пуске используются
только электродвигатели мощностью до
1 кВт, имеющих большое сопротивление
якоря. Для остальных машин применяют
реостатный пуск, когда в цепь якоря
вводят пусковой реостат с сопротивлением
.
Сопротивление пускового реостата
рассчитывают из условия
.
При запуске двигателя пусковой ток
,
по мере разгона двигателя до номинальных
оборотов пусковое сопротивление
закорачивают. Ограничение пускового
тока
достигается также понижением питающего
напряжения с помощью автотрансформатора.
Регулирование
частоты вращения двигателя рассмотрим
на примере двигателя с параллельным
возбуждением, для которого частота
вращения
.
Регулирование можно осуществлять тремя
способами: изменением тока возбуждения,
изменением питающего напряжения и
изменением сопротивления якоря двигателя.
Изменение
тока возбуждения приводит к изменениям
магнитного потока статора, ЭДС якоря
и вращающего момента двигателя. На
рис.6.27 приведены механические
характеристики двигателя при регулировании
токов возбуждения
,
,
.
Рис.6.27. Механические характеристики электродвигателя постоянного тока при регулировании токов возбуждения
На
рис.6.28 приведены механические
характеристики двигателя при регулировании
питающих напряжений
,
,
.
На
рис.6.29 приведены механические
характеристики двигателя при регулировании
сопротивлений якоря
,
,
.
Реверс электродвигателей постоянного тока производится изменением полярности полюсов обмотки возбуждения (рис.6.30) или изменением полярности полюсов обмотки якоря (рис.6.31).
Рис.6.28. Механические характеристики электродвигателя постоянного тока при регулировании питающих напряжений
Рис.6.29. Механические характеристики электродвигателя постоянного тока при регулировании сопротивлений якоря
Рис.6.30. Схемы реверса электродвигателей постоянного тока при изменении полярности полюсов обмотки возбуждения
Рис.6.31. Схемы реверса электродвигателей постоянного тока при изменении полярности полюсов обмотки якоря