Регулирование скорости включением сопротивления в цепь якоря

(рис. 10-12, в). Этот способ позволяет регулировать п вниз от номинального значения. Так как одновременно при этом значительно уменьшается к. п. д., то такой способ регулирования находит ограниченное лриме-нение.

Выражения для скоростной и механической характеристик в этом случае получим, если в равенствах (10-20) и (10-21) заменим R_a на Ra + Rpa- Характеристика п = f (M) для такого способа регулирования скорости при R_Pa* = 0,5 изображена на рис. 10-13 в виде кривой 5.

Регулирование скорости изменением напряжения. Этим способом можно регулировать п вниз от номинального значения с сохранением высокого к. п. д. Рассматриваемый способ регулирования широко применяется в транспортных установках, где на каждой ведущей оси устанавливается отдельный двигатель и регулирование осуществляется путем переключения двигателей с параллельного включения в сеть на последовательное (рис. 10-14). На рис. 10-13 кривая 6 представляет собой характеристику п = / (М) для этого случая при U = 0,5 U_n.

§ 10-6. Двигатели смешанного возбуждения

При встречном включении последовательной обмотки возбуждения двигателя смешанного возбуждения поток Ф_в с увеличением нагрузки будет уменьшаться. Вследствие этого характеристики ^п ~ f (I) и п = / (М) будут иметь характер кривой 3 на рис. 10-6. Так как работа при этом обычно неустойчива, то двигатели с встречным включением последовательной обмотки возбуждения не применяются.

При согласном включении последовательной обмотки возбуждения поток Фб с увеличением нагрузки возрастает. Поэтому такой Двигатель смешанного возбуждения имеет более мягкую механическую характеристику по сравнению с двигателем параллельного

возбуждения, но более жесткую по сравнению с двигателем последовательного возбуждения (рис. 10-15). В зависимости от назначения двигателя доля последовательной обмотки в создании полной н. с. возбуждения может меняться в широких пределах.

Скорость вращения двигателей смешанного возбуждения обычно регулируется так же, как и в двигателях параллельного возбуждения, хотя в принципе можно использовать также способы, применяемые в двигателях последовательного возбуждения.

Двигатели смешанного возбуждения применяются в условиях, когда требуется большой пусковой момент, быстрое ускорение при пуске и допустимы значительные изменения скорости вращения при изменении нагрузки. Эти двигатели используются также в случаях, когда момент нагрузки изменяется в широких пределах, так как при этом мощность двигателя снижается, как и у двигателя с последовательным возбуждением. В связи с этим двигатели смешанного возбуждения применяются для привода на постоянном токе компрессоров, строгальных станков, печатных машин, прокатных станов, подъемников и т. д. В последнее время двигатели смешанного

возбуждения используются также для электрической тяги, так как при этом легче, чем в случае применения двигателей последовательного возбуждения, осуществляется торможение под* вижных составов с возвращением энергии в контактную сеть постоянного тока путем перевода машины в генераторный режим работы.

§ 10-7. Нормальные машины постоянного тока, изготовляемые электромашиностроительными заводами СССР

Народное хозяйство СССР предъявляет большой спрос на генераторы и двигатели постоянного тока нормальной конструкции, рассмотренные в предыдущей и настоящей главах. Больше всего требуется машин малой мощности (до 20—30 кет). Такие машины изготовляются по способу массового или поточного производства. Более мощные машины выпускаются крупносерийно или мелко» серийно. Самые крупные машины, мощностью в тысячи киловатт, изготовляются обычно способом индивидуального производства, т. е. каждая машина с определенными техническими данными выпускается в небольшом количестве.

Рис. 10-15. Естественные механические характеристики двигателей параллельного (1), последовательного (2) и смешанного возбуждения с согласным включением последовательной обмотки (3)

Машины массового и серийного производства проектируются в виде серий, охватывающих определенный диапазон мощностей, скоростей вращения и напряжений. Машины данной серии характеризуются общностью конструктивных решений, технологии производства, применяемых материалов и т. д. В пределах серии стремятся к возможно более широкой унификации узлов и деталей машин. Это позволяет повысить производительность труда и удешевить производство машин. Кроме основного исполнения машин, в данной серии могут предусматриваться также определенные модификации: по степени защиты от воздействия внешней среды (см. § 8-5), по способу крепления машин (на лапах, фланцевые) и т. д. Отдельным заводам обычно поручают изготовление машин определенных участков серии. Время от времени, по мере совершенствования способов производства, появления материалов повышенного качества, возникновения новых потребностей народного хозяйства, производится усовершенствование или модернизация данной серии машин либо разрабатывается новая серия машин с повышенными технико-экономическими показателями, заменяющая старую.

В настоящее время электромашиностроительные заводы СССР изготовляют машины постоянного тока ряда серий. Основной из них является единая серия нормальных машин постоянного тока, имеющая обозначение П и заменившая ря'д более узких старых серий машин.

Основная часть серии П охватывает генераторы и двигатели с номинальной мощностью 0,3—200 mm при п = 1500 об/мин. При других скоростях вращения номинальные мощности машин соответственно изменяются. Эта часть серии разбита на 11 габаритов (размеров). Машины каждого габарита имеют определенный диаметр якоря D_ay а именно:

Номер габарита	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Da, мм	83	106	120	138	162	195	210	245	294	327	368

Каждый габарит включает в себя машины с двумя различными Длинами сердечника якоря. Это позволяет использовать технологическую оснастку данного габарита (штампы якоря и полюсов и пр.) и различные детали (щиты, подшипниковые узлы и пр.) для изготовления машин разной мощности при одинаковой скорости вращения. Тип П81, например, обозначает машину серии П, 8-го габарита, с более коротким якорем, а П82 — с более длинным ^якорем.

Основное исполнение машины серии П одиннадцати габаритов — брызгозащищенное. Предусмотрена также модификация с закрытым исполнением. Все машины изготовляются без компенсационной обмотки, двигатели имеют легкую последовательную стабилизирующую обмотку возбуждения, генераторы имеют смешанное возбуждение. Напряжение двигателей ПО или 220 в (верхний, более мощный участок серии, — только 220 в) Напряжение генераторов 115 или 230 в (верхний участок — только 230 в). Предусмотрено также изготовление генераторов для зарядки аккумуляторных батарей с С/_н = 136 в и 1/_н = 270 а, с регулированием напряжения в пределах 110—160 в и 220—320 в. Генераторы выпускаются с номинальными скоростями вращения 1450 и 2850 об/мин, а двигатели основного исполнения — с номинальными скоростями вращения (при полном возбуждении) 600, 750, 1000, 1500 и 3000 обfмин. Коллекторы машин 1—б-го габаритов выполняются на пластмассе.

Поскольку в каждом габарите имеются машины с двумя длинами сердечника якоря и машины одного габарита и одной длины изготовляются на ряд скоростей вращения, количество разновидностей машин получается достаточно большим.

Таблица IQ-t

Технические данные двигателей серии П брызгозащищенного исполнения на (/„ = 220 в и #„ = 1500 об]мин

Чип	■Ра, кет	v%	•Вес кг	Тип	Р№ нет	и, %	Вес, ке
ПИ	0,30	65,0	18	П62	14	86,5	195
ГЩ	0,45	70,5	23	П71	19	84,5	260
П21	0,7	73,5	35	П72	25	86,0	300
П22	1,0	77,0	41	П81	32	86,0	340
mi	1,5	78,5	53	ГО2	42	88,0	405
П32	2,2	83,5	62	П91	55	87,0	560
П41	3,2	79,0	72	П92	75	89,5	666
П42	4,5	80,5	88	Ш01	100	89,3	взо
П51	6	Ш,5	105	П102	J25	.90,0	950
П52	8	84,5	127	ПШ	160	90,0	1150
rei	п	84,0	№3	ГО 12	200	91,0	1340

Все машины с дащщм условным обозначением (например, ГО2) имеют одинаковые размеры н изготовляются из одинаковых деталей {sa исключением обмоток). В табл, 1СМ для иллюстраций показа-телей серии приведены некоторое даиние по двигателям ей**= «= 1500 об/мин. Дйигатели тега Щ условного обозначение, йо с меньшей скоростью га_н> имеют sieawpy» мощность Р$ и нескольку меньший к. п. д , а двигателя еКжльщей скоростью п^ ~* наоборот

Мощность и к. п. д. генераторов с п_н = 1450 об/мин примерно такие же, как у двигателей сп_н= 1500 об /мин.

Серия П (1 — 11-й габариты) имеет также модификацию двигателей с широкими диапазонами регулирования скорости вращения путем ослабления поля: 1 : 2,25; 1 : 3; 1 : 4; 1 : 6 и 1 : 8. Номинальные (наименьшие для данного двигателя) скорости вращения при этом находятся в пределах 200—1500 об/мин. Максимальные скорости вращения составляют 3000—3450 об/мин.

Для двигателей с диапазонами регулирования скорости вращения 1 : 6 и 1 : 8 предусмотрено раздельное питание катушек обмотки возбуждения с целью независимого регулирования потоков отдельных полюсов (см. § 10-3).

Серия машин постоянного тока П включает в себя и более'мощные машины. Этот участок серии охватывает габариты от 12-го до 17-го; в каждом габарите также имеются две длины якоря. Двигатели этого участка изготовляются на {/„ = 220, 330, 440 и 660 в, на мощности от 55 mm при п_я = 300 об/мин до 1400 кет при 1000 обIмин. Все двигатели имеют компенсационную обмотку и могут быть использованы для привода вентиляторов, насосов, мелких и средних прокатных станов и т. д. Изготовляются также генераторы каждого типоразмера.

Кроме серии П, имеется ряд других серий машин постоянного тока более специализированного назначения (металлургические, крановые, тяговые и пр.). В эксплуатации находится также много машин старых серий, изгртовление которых прекращено. В частности, до введения в производство серии П в течение многих лет выпускались машины серии ПН.

В настоящее время машины постоянного тока строятся обычно с напряжением на коллекторе не более £/_й = 1500 в (тяговые двигатели магистральных электровозов постоянного тока.) Однако чаще-всего машины постоянного тока выпускаются на напряжения до 750—900 в, так как с увеличением напряжения условия работы коллектора и щеток усложняются и машина удорожается.

Более мощные машины изготовляются также с большим номинальным напряжением, чтобы ограничить по возможности величину тока якоря. В некоторых случаях крупные машины выпускаются с двумя якорями на одном валу.

Выводы обмоток машины постоянного тока, согласно ГОСТ 183—66, обозначаются следующим образом: Я1—Я2—якорь, К1— К.2—компенсационная обмотка, Д1—Д2—обмотка добавочных полюсов, С1—С2 — последовательная (сериесная) обмотка возбуждения, Ш1 — Ш2 — параллельная (шунтовая) обмотка возбуждения.

Более подробные данные о сериях электрических машин приводятся в специальных каталогах.