3.2. Регулювання швидкості двигунів послідовного збудження

Електромеханічна характеристика двигуна послідовного збудже-ння, як і двигуна незалежного збудження, описуються рівнянням

.

На відміну від двигунів незалежного збудження тут магнітний потік залежить від струму якоря. Ця залежність зображена на рис.3.7,б і називається кривою намагнічування. Вона немає аналіти-чного виразу. Тому немає точного аналітичного виразу і електроме-ханічної характеристики.

Щоби приблизно визначити вид цієї характеристики припус-кають, що залежність між струмом і магнітним потоком лінійна, як показано на рис.3.7,б пунктиром, тобто рахують .

а б

Рис.3.7. Схема включення (а) і крива намагнічування (б) двигуна постійного струму послідовного збудження

З а такого допущення рівняння електромеханічних характеристик має вид

. (3.8)

Перший член в (3.8) представляє собою гіперболу, для якої вісь швидкості є асимптотою. При роз-рахунках цим рівнянням користу-ватися не можна, оскільки двигуни з ненасиченою магнітною системою не випускаються.

Д

Рис. 3.8. Універсальні характеристи-

ки двигунів послідовного збудження

ля виконання розрахунків в каталогах електричних машин наводяться залежності швидкості в моменту від струму якоря у відносних одиницях, які знімають експериментально (рис.3.8). Ці характеристики називаються універсальними.

Щоби за наведеною характеристикою побуду-вати натуральну характеристику, необхідно лише відносні одиниці помножити на номінальні значення кутової швидкості і номіна-льного струму вибраного двигуна. Для побудови механічної ха-рактеристики необхідно за характеристикою для ряду значень моменту визначити відповідні значення струму і за формулою

(3.9)

вираховувати відповідні значення швидкості . За цими даними будують механічну характеристику .

Регулювання швидкості двигунів з послідовним збудженням проводиться тими же способами, що і двигунів незалежного збудження. Регулювання швидкості включенням додаткового опору , як показано на рис.3.9,а, використовується лише при пуску з метою обмеження пускового струму.

Методика побудови реостатних характеристик базується на нас-тупному:

• рівняння натуральної електромеханічної характеристики представляють у виді

; (3.10)

• рівняння реостатної характеристики

; (3.11)

• поділивши (3.11) на (3.10), отримують

; (3.12)

• за формулою (3.12) розраховують реостатну характеристику, підставивши в неї з натуральної характеристики для ряду значень струму.

На рис.3.9,б показано побудовані за рівнянням (3.12) реостатні характеристики, які ілюструють процес пуску двигуна. Характерис-тика 3 розрахована для , характеристика 2 – для , характеристика 1 є натуральною.

а

б

Рис.3.9. Схема включення (а) і реостатні характеристики (б)

Регулювання швидкості напругою живлення є економічним і широко використовується. Побудувати характеристику при можна за відомого натуральною характеристикою, вирахувавши швидкості за формулою

, (3.13)

де – номінальна напруга.

Із (3.13) слідує, що при збільшенні струму жорсткість штучної характеристики буде зменшуватися, як показано на рис.3.10,б (крива 1).

Регулювання швидкості змінного магнітного потоку здійснюють шляхом шунтування обмотки збудження змінним резистором (рис.3.10,а). Розрахунок швидкості при шунтуванні обмотки збуд-ження проводять за формулою

, (3.14)

а

б

Рис.3.10. Схема регулювання швидкості (а) і регульовані характеристики (б)

яку отримано вказаним вище методом. При цьому струм збудження для всіх значень струму якоря

, (3.15)

де – опір шунтуючого резистора, – опір обмотки збудження.

Відношення магнітних потоків у (3.14) можна знайти лише на підставі кривої намагнічування, зображеної на рис.3.7,б. Наближена до дійсної електромеханічна характеристика при наведена на рис.3.10,а (крива 3). Жорсткість цієї характеристики відносно натуральної менша.