Лекция 11 Двигатель с последовательным возбуждением

План лекции

11.1. Характеристики двигателя с последовательным возбуждением.

11.2. Частота вращения и переходный процесс при введении в цепь якоря добавочных сопротивлений.

11.3. Частота вращения и переходный процесс при изменении магнитного потока.

11.4. Частота вращения и переходный процесс при изменении напряжения на зажимах двигателя.

11.1. Характеристики двигателя с последовательным возбуждением

Особенностью двигателя этого типа является то, что ток в обмотке возбуждения тот же, что и в якорной обмотке. Поэтому при изменении нагрузки двигателя его магнитный поток также изменяется в широких пределах (I_a = I_в). Схема двигателя представлена на рис. 11.1.

Рис. 11.1. Схема двигателя последователь­ного возбуждения

Электромеханическая характеристика n = f(I_a) при U = const

.

Предположим:

1) , так как R_a очень мало;

2) магнитная система не насыщена, т.е. (область (0 – а) на рис. 11.2).

Тогда ,

т.е. . Таким образом, электромеханическая характеристика будет иметь вид гиперболы (рис. 11.3, кривая 1).

При нарушении пропорциональности между Ф и I_a поток возрастает медленнее, поэтому зависимость пройдет по кривой 2 (рис. 11.3).

А нализируя выражение , то с ростом I_a это выражение будет увеличиваться, а зависимость пройдет по кривой 3 (рис. 11.3).

При изменении нагрузки (тока I_a) скорость вращения изменяется в широких пределах. В данном случае имеет место мягкая характеристика, поэтому нельзя допускать, чтобы двигатель последовательного возбуждения работал в режиме холостого хода. Это приводит к работе двигателя вразнос (частота вращения n_хх  при I_a0), что в свою очередь может привести к его поломке.

Моментная характеристика М₂ = f(I_a) при U = const (рис. 11.4)

,

до насыщения , так как , то ; так как , то , т.е. зависимость – квадратичная.

Рис. 11.4. Моментные характеристики двигателя: 1 – без учета насыщения МЭ = f(Ia); 2 – с учетом насыщения МЭ = f(Ia); 3 – с учетом насыщения М2 = f(Ia)

Механическую характеристику (рис. 11.5) n = f(М₂) при U = const можно получить построением из двух предыдущих характеристик или объяснить теоретически.

Такие характеристики называются мягкими:

.

Рис. 11.5. Механические характеристики двигателя

Учитывая, что , а , для ненасыщенной системы , тогда и, принимая , получим

.

11.2. Частота вращения и переходный процесс при введении в цепь якоря добавочных сопротивлений

При введении в цепь якоря добавочных сопротивлений происходят те же процессы, что и в шунтовом двигателе.

Без введения R_д ,

при введении R_д ,

т.е. , тогда электромеханические характеристики примут вид:

R_д2>R_д1>0.

С помощью пускового реостата подбирают такую величину R_д2, чтобы при n = 0, I_к2 = I_пуск  (1,52 I_ном).

Начинают разгон по кривой 3 до I_ан(n_уст) (рис. 11.6), уменьшают до R_д1, переходят на кривую 2, разгоняют до n_уст и т.д. (пусковая диаграмма, рис. 11.6).

Рис. 11.6. Электромеханические характе­ристики двигателя: 1 – естественная; 2 и 3 – искусственные

Моментная характеристика не зависит от R_д. Механическая характеристика аналогична электромеханической. Переходной процесс такой же, как и у двигателя параллельного возбуждения.