2.5. Способы создания магнитного поля или способы возбуждения машин постоянного тока

Одним из основных условий функционирования машин постоянного тока является наличие магнитного поля, которое может быть получено различными способами.

Один из простейших способов создания магнитного поля машин постоянного тока является использование постоянных магнитов в качестве источника этого поля. Однако такой способ весьма дорогостоящий и используется в машинах очень малой мощности. Магнитное поле машины может быть получено за счет использования электромагнитов, для чего в магнитной цепи располагается специальная обмотка, называемая обмоткой возбуждения. По этой обмотке пропускается постоянный ток, за счет чего и создается магнитное поле машины. Одна или несколько обмоток возбуждения располагаются на главных полюсах машины, которые и формируют картину поля в воздушном зазоре машины. Для питания обмоток возбуждения могут использоваться независимые источники питания. В этом случае машину называют машиной с независимым возбуждением. Генератор постоянного тока сам является мощным источником постоянного тока. Если для питания обмоток возбуждения используется сам генератор, то такая машина называется машиной с самовозбуждением. Обмотки главных полюсов машины подразделяются на обмотки, предназначенные для питания от независимых источников, обмотки, предназначенные для подключения параллельно обмотке якоря и для включения последовательно с обмоткой якоря.

В зависимости от способов возбуждения или создания магнитного поля машины постоянного тока делятся на машины с независимым возбуждением и машины с самовозбуждением.

Такое деление справедливо в большей степени для генераторного режима работы машины, так как машина, работающая в режиме двигателя, получает питание цепи возбуждения и якорной цепи от внешних источников постоянного тока.

Машины с независимым возбуждением подразделяют на следующие:

а) машины с постоянными магнитами (рис. 2.20, а);

б) машины с обмоткой возбуждения, питаемой от независимого источника (рис. 2.20, б).

Условное обозначение машин приведено на рис. 2.20.

г д

Рис. 2.20

Машины с самовозбуждением подразделяются на машины с параллельным (рис. 2.20, в), последовательным (рис. 2.20, г) и cме­шанным возбуждением (рис. 2.20, д).

В последнем случае смешанного возбуждения, когда используются последовательная и параллельная обмотки, намагничивающие силы обмоток могут совпадать или не совпадать по направлению в зависимости от способа соединения обмоток.

Если намагничивающие силы обмоток совпадают по направлению, то магнитный поток главных полюсов пропорционален сумме намагничивающих сил обмоток. Такие машины называют машинами со смешанным возбуждением с согласным включением обмоток. Если же обмотки создают магнитные потоки противоположного направления, то результирующий магнитный поток главных полюсов будет пропорционален разности намагничивающих сил обмоток возбуждения. Такой способ возбуждения называют смешанным со встречным включением обмоток.

Таким образом, различают:

а) машины с независимым возбуждением:

1) машины с постоянными магнитами (см. рис. 2.20, а),

2) машины с обмотками, питаемыми от независимых источников (см. рис. 2.20, б) и

б) машины с самовозбуждением:

1) машины с параллельным возбуждением (см. рис. 2.20, в),

2) машины с последовательным возбуждением (см. рис. 2.20, г),

3) машины со смешанным возбуждением с согласным включением обмоток (см. рис. 2.20, д),

4) машины со смешанным возбуждением со встречным включением обмоток (см. рис. 2.20, д).