Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристики и режимы при последовательном возбуждении

Характеристики и режимы при последовательном возбуждении

В электроприводах постоянного тока иногда используются двигатели с последовательным возбуждением, когда специально выполненная обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря — рис. 6

Рис. 6. Схема двигателя постоянного тока последовательного

Для двигателя последовательного возбуждения, как и для других двигателей постоянного тока при питании якоря от источника напряжения ( U=const ), справедливы уравнения (4) и (5), однако, если для двигателя независимого возбуждения поток не зависит от тока нагрузки, то для двигателя последовательного возбуждения поток является функцией тока нагрузки.

Зависимость Ф = j (I) — характеристика намагничивания — не имеет простого аналитического выражения, ее примерный вид изображен на рис. 7.

Рис. 7. Характеристика намагничивания машины постоянного тока

В первом приближении зависимость между скоростью двигателя и развиваемым им моментом в установившемся режиме можно найти в предположении, что поток возбуждения и ток в якоре двигателя связаны между собой линейной зависимостью (пунктир на рис. 7):

.

,

.

Таким образом, при сделанном допущении механическая характеристика двигателя последовательного возбуждения изображается гиперболой (рис. 8); одной из ее асимптот является ось ординат, а другой — прямая, параллельная оси абсцисс,

.

Рис. 8. Механическая характеристика двигателя последовательного

Жесткость механической характеристики двигателя последовательного возбуждения переменна и возрастает с увеличением нагрузки.

Полученные уравнения дают лишь общее представление о характеристиках электропривода с двигателем последовательного возбуждения, так как в действительности магнитная система машины насыщена и кривая намагничивания весьма далека от прямой. Поэтому в практических целях обычно пользуются универсальными характеристиками для серии машин — рис. 9, построенными в относительных величинах и , I н и М н — номинальные величины двигателя, R доп = 0.

Рис. 9. Характеристики двигателя последовательного возбуждения в

Электропривод с двигателями последовательного возбуждения в нормальной схеме ( U=const ) может работать в тех же энергетических режимах, что и привод с двигателями независимого возбуждения, за исключением режима идеального холостого хода и генераторного режима параллельно с сетью (рекуперативное торможение), поскольку при нагрузке, стремящейся к нулю, к нулю стремится и магнитный поток, ось — асимптота механической характеристики.

Некоторые особенности при последовательном возбуждении имеет режим динамического торможения.

Если якорь вращающейся машины отключить от источника напряжения и замкнуть на внешний резистор (рис. 10, схема слева), то под действием потока остаточного магнетизма ( Ф ост на рис. 7) в проводниках якоря возникает некоторая ЭДС Е ост , которая вызовет в замкнутой цепи ток. Этот ток, протекая по обмотке возбуждения в обратном против исходного направления размагнитит машину ( Ф = 0) и тормозного момента создано не будет.

Рис. 10. К режиму динамического торможения с самовозбуждением

Для того, чтобы получить тормозной момент, ток, созданный Е ост , должен протекать в том же, что и раньше, направлении, усиливая магнитный поток, т.е. создавая самовозбуждение. Это условие выполнится, если при переходе на режим торможения переключить обмотку возбуждения как показано на рис. 10, схема справа.

Ток, создаваемый увеличивающейся ЭДС, изменит знак, момент будет направлен против движения, т.е. станет тормозным.

Работа машины постоянного тока с самовозбуждением возможна лишь при определенных условиях, а именно при таких значениях скорости и сопротивления R цепи якоря, чтобы имело место равенство

Существованию этого равенства отвечает наличие точки пересечения кривых (при данной скорости) и прямой IR = f(I) — рис. 11. Очевидно, что чем больше R , тем при большей скорости произойдет самовозбуждение машины.

Рис. 11. Характеристики динамического торможения с

Наименьшая скорость, при которой машина может самовозбуждаться, будет при R доб = 0, то есть при замкнутой накоротко якорной цепи машины.

Построение механической характеристики в режиме динамического торможения при самовозбуждении можно произвести, исходя из уравнения баланса мощностей.

Мощность, развиваемая двигателем в режиме динамического торможения, целиком рассеивается в сопротивлениях якорного контура, то есть

. (12)

Зная R и задаваясь током I , по универсальной характеристике определяют соответствующий этому току момент М , вычисляют скорость и т.д. Характер зависимой в тормозном режиме при самовозбуждении изображен на рис. 11,б.

В электроприводах постоянного тока иногда используются двигатели смешанного возбуждения, имеющие две обмотки возбуждения, одна из которых включена последовательно в якорную цепь, а другая имеет независимое питание.

Двигатели последовательного возбуждения могут получать питание не только от источника напряжения, что было рассмотрено выше, но и от источника тока. Поскольку при этом магнитный поток будет неизменным, сохраняются и основные свойства электропривода, рассмотренные ранее.

Электромеханическая характеристика двигателя с последовательным возбуждением

Главное меню

  • Главная
  • Паровые машины
    • Основные понятия об паровых машинах
    • Теплоиспользование на паровых машинах
    • Парораспределение на паровых машинах
    • Регулирование паровых машин
    • Динамика паровой машины
    • Детали паровой машины
    • Смазка паровых машин
    • Конденсационные устройства паровых машин
    • Конструктивные типы паровых машин
    • Эксплуатация паровой машины
    • Паротурбинные электростанции
      • Система циркуляционного водоснабжения в паротурбинной электростанции
      • Охлаждающие пруди на паротурбинной электростанции
      • Башенные градирни на паротурбинной электростанции
      • Брызгальные бассейны на паротурбинной электростанции
      • Эксплуатация турбогенераторов на паротурбинных электростанциях
        • Конденсационная установка
          • Подготовка к работе и включение в работу конденсационной установки
          • Обслуживание конденсационной установки во время работы
          • Выключение из работы конденсационной установки
          • Контроль за работой конденсационной установки
            • Воздушная плотность вакуумной системы турбоустановки
            • Водяная плотность конденсатора и качество конденсата
            • Вакуум в работе турбоустановки
            • Переохлаждение конденсата
        • Регенеративные подогреватели питательной воды
        • Деараторы и баки для питательной воды
        • Питательные насосы
        • Редукционно-охладительные установки
        • Теплофикационные установки
        • Система охлаждения электрогенератор
      • Ремонт ротора турбины
  • Двигатели внутреннего сгорания
  • Электродвигатели
  • Автоматическое регулирование двигателей
  • Восстановление и ремонт двигателей СМД
  • Топливо для двигателей
  • Карта сайта

Судовые двигатели

  • Судовые двигатели внутреннего сгорания
  • Судовые паровые турбины
  • Судовые газовые турбины
  • Судовые дизельные установки

Электродвигателю постоянного тока со смешанным возбуж­дением (компаундному электродвигателю) до некоторой сте­пени присущи свойства рассмотренных выше электродвигателей с параллельным и последовательным возбуждением. Дан­ный электродвигатель снабжается двумя обмотками возбуждения: последовательной и па­раллельной.

Принципиальная схема такого электродвигателя приведена на рис. 31, где по­следовательная обмотка обо­значена СОВ, а параллель­ ная— ШОВ. Обычно на клеммных коробках электродвигате­лей обозначают: выводы от по­следовательной обмотки С 1 и С 2 , выводы от параллельной обмотки — Ш 1 и Ш 2 , а выводы от обмотки якоря — Я 1 и Я 2 . На схемах же указанные об­мотки могут обозначаться по-разному: СОВ и ШОВ, С 1С 2 и Ш 1Ш 2 .

Последовательная и параллельная обмотки возбуждения мо­гут включаться двояким образом. В одних случаях они вклю­чаются так, чтобы создаваемые ими ампер-витки, а следова­тельно, и магнитные потоки складывались. Такое включение обмоток принято называть согласным. Очевидно, что при согласном включении результирующий магнитный поток элект­родвигателя

Читать еще:  Что такое обороты двигателя при максимальном крутящем моменте

В других случаях обмотки возбуждения включаются в цепь таким образом, чтобы создаваемые ими ампер-витки (и магнит­ные потоки) были направлены навстречу друг другу. Такое включение обмоток называют встречным. При встречном включении результирующий магнитный поток электродвигателя

Встречное включение обмоток возбуждения применяется лишь в машинах специального назначения. В обычных же кра­новых электродвигателях со смешанным возбуждением обмот­ки всегда включены согласно, поэтому при дальнейшем изло­жении материала будем предполагать, что ампер-витки обеих обмоток (и магнитные потоки) складываются, т. е. обмотки включены согласно и для электродвигателя справедливо равен­ство (69).

Наличие двух обмоток возбуждения позволяет конструиро­вать и изготавливать электродвигатели с различными свой­ствами и характеристиками. При естественной схеме включе­ния характеристики рассматриваемого электродвигателя жестче, чем у электродвигателей с последовательным возбуждением, и мягче, чем у электродвигателей с параллельным возбуждени­ем. Однако в зависимости от соотношения ампер-витков, созда­ваемых параллельной и последовательной обмотками, характе­ристики электродвигателя по своему характеру приближаются либо к характеристикам электродвигателя с последовательным возбуждением, либо с параллельным.

Для подъемно-транспортных машин выпускаются электро­двигатели, в которых при полной нагрузке половина ампер-вит­ков возбуждения создается параллельной обмоткой, а полови­на — последовательной.

В случае изменения нагрузки магнитный поток электродви­гателя со смешанным возбуждением не остается постоянным, так как ампер-витки, создаваемые последовательной обмоткой, определяются током якоря. Зависимость результирующего маг­нитного потока от тока якоря приведена на рис. 32, а, который показывает, что каждому значению тока якоря соответствует определенный магнитный поток и, следовательно, вращающий момент М = кФI я при изменении нагрузки меняется не только за счет изменения тока якоря, но и за счет магнитного потока возбуждения. Зависимость М = f (I я ) для электродвигателя со смешанным возбуждением показана на рис. 32, б.

Виды возбуждения и схемы включения двигателей постоянного тока. Коллекторный электродвигатель постоянного тока Механическая характеристика дпт последовательного возбуждения

В этом двигателе обмотка возбуждения включена последова­тельно в цепь якоря (рис. 29.9, а ), поэтому магнитный поток Ф в нем зависит от тока нагрузки I = I a = I в . При небольших нагрузках магнитная система машины не насыщена и зависимость магнитно­го потока от тока нагрузки прямо пропорциональна, т. е. Ф = k ф I a (k ф — коэффициент пропорциональности). В этом случае найдем электромагнитный момент:

Формула частоты вращения примет вид

На рис. 29.9, б представлены рабочие характеристики M = F(I) и n= (I) двигателя последовательного возбуждения. При больших нагрузках наступает насыщение магнитной системы двигателя. В этом случае магнитный поток при возрастании нагрузки практически не изменяется и характеристики двигате­ля приобретают почти прямолинейный характер. Характери­стика частоты вращения двигателя последовательного возбуж­дения показывает, что частота вращения двигателя значительно меняется при изменениях нагрузки. Такую характеристику принято называть мягкой.

Рис. 29.9. Двигатель последовательного возбуждения:

а — принципиальная схема; б — рабочие характеристики; в — механические характеристики; 1 — естественная характеристика; 2 — искусственная характе­ристика

При уменьшении нагрузки двигателя последовательного воз­буждения частота вращения резко увеличивается и при нагрузке меньше 25% от номинальной может достигнуть опасных для дви­гателя значений («разнос»). Поэтому работа двигателя последова­тельного возбуждения или его пуск при нагрузке на валу меньше 25% от номинальной недопустима.

Для более надежной работы вал двигателя последовательного возбуждения должен быть жестко соединен с рабочим механиз­мом посредством муфты и зубчатой передачи. Применение ремен­ной передачи недопустимо, так как при обрыве или сбросе ремня может произойти «разнос» двигателя. Учитывая возможность ра­боты двигателя на повышенных частотах вращения, двигатели по­следовательного возбуждения, согласно ГОСТу, подвергают ис­пытанию в течение 2 мин на превышение частоты вращения на 20% сверх максимальной, указанной на заводском щите, но не меньше чем на 50% сверх номинальной.

Механические характеристики двигателя последовательного возбуждения n=f(M) представлены на рис. 29.9, в. Резко падающие кривые механических характеристик (естественная 1 и искус­ственная 2 ) обеспечивают двигателю последовательного возбуж­дения устойчивую работу при любой механической нагрузке. Свойство этих двигателей развивать большой вращающий момент, пропорциональный квадрату тока нагрузки, имеет важное значе­ние, особенно в тяжелых условиях пуска и при перегрузках, так как с постепенным увеличением нагрузки двигателя мощность на его входе растет медленнее, чем вращающий момент. Эта особенность двигателей последовательного возбуждения является одной из причин их широкого применения в качестве тяговых двигателей на транспорте, а также в качестве крановых двигателей в подъем­ных установках, т. е. во всех случаях электропривода с тяжелыми условиями пуска и сочетания значительных нагрузок на вал двига­теля с малой частотой вращения.

Номинальное изменение частоты вращения двигателя после­довательного возбуждения

где n — частота вращения при нагрузке двигателя, составляю­щей 25% от номинальной.

Частоту вращения двигателей последовательного возбуждения можно регулировать изменением либо напряжения U, либо маг­нитного потока обмотки возбуждения. В первом случае в цепь якоря последовательно включают регулировочный реостат R рг (рис. 29.10, а ). С увеличением сопротивления этого реостата уменьшаются напряжение на входе двигателя и частота его вра­щения. Этот метод регулирования применяют главным образом в двигателях небольшой мощности. В случае значительной мощно­сти двигателя этот способ неэкономичен из-за больших потерь энергии в R рг . Кроме того, реостат R рг , рассчитываемый на рабочий ток двигателя, получается громоздким и дорогостоящим.

При совместной работе нескольких однотипных двигателей частоту вращения регулируют изменением схемы их включения относительно друг друга (рис. 29.10, б ). Так, при параллельном включении двигателей каждый из них оказывается под полным напряжением сети, а при последовательном включении двух дви­гателей на каждый двигатель приходится половина напряжения сети. При одновременной работе большего числа двигателей воз­можно большее количество вариантов включения. Этот способ регулирования частоты вращения применяют в электровозах, где установлено несколько одинаковых тяговых двигателей.

Изменение подводимого к двигателю напряжения возможно при питании двигателя от источника постоянного тока с регулируемым напряжением (например, по схеме, аналогичной рис. 29.6, а ). При уменьшении подводимого к двигателю напряжения его механические характеристики смещаются вниз, практически не меняя своей кривизны (рис. 29.11).

Рис. 29.11. Механические характеристики двигателя последовательного возбуждения при изменении подводимого напряжения

Регулировать частоту вращения двигателя изменением маг­нитного потока можно тремя способами: шунтированием обмотки возбуждения реостатом r рг , секционированием обмотки возбужде­ния и шунтированием обмотки якоря реостатом r ш . Включение реостата r рг , шунтирующего обмотку возбуждения (рис. 29.10, в ), а также уменьшение сопротивления этого реостата ведет к сниже­нию тока возбуждения I в = I a — I рг , а следовательно, к росту частоты вращения. Этот способ экономичнее предыдущего (см. рис. 29.10, а ), применяется чаще и оценива­ется коэффициентом регули­рования

Читать еще:  Что такое моновпрыск бензина в двигателях

Обычно сопротивление рео­стата r рг принимается таким, чтобы k рг >= 50% .

При секционировании об­мотки возбуждения (рис. 29.10, г ) отключение части витков об­мотки сопровождается ростом частоты вращения. При шунти­ровании обмотки якоря реоста­том r ш (см. рис. 29.10, в ) увели­чивается ток возбуждения I в = I a +I рг , что вызывает уменьшение частоты вращения. Этот способ регулирования, хотя и обеспечивает глубокую регулировку, неэкономичен и применяется очень редко.

Рис. 29.10. Регулирование частоты вращения двигателей последователь­ного возбуждения.

Характерной особенностью ДПТ с ПВ является то, что его обмотка возбуждения (ПОВ) с сопротивлением посредством щеточно-коллекторного узла последовательно соединена с обмоткой якоря с сопротивлением, т.е. в таких двигателях возможно только электромагнитное возбуждение.

Принципиальная электрическая схема включения ДПТ с ПВ представлена на рис.3.1.

Для осуществления пуска ДПТ с ПВ последовательно с его обмотками включается добавочный реостат.

Уравнения электромеханической характеристики ДПТ с ПВ

Ввиду того, что в ДПТ с ПВ ток обмотки возбуждения равен току в обмотке якоря, в таких двигателях в отличие от ДПТ с НВ проявляются интересные особенности.

Поток возбуждения ДПТ с ПВ связан с током якоря (он же является и током возбуждения) зависимостью, называемой кривой намагничивания, представленной на рис. 3.2.

Как видно зависимость для малых токов близка к линейной, а с увеличением тока проявляется нелинейность, связанная с насыщением магнитной системы ДПТ с ПВ. Уравнение электромеханической характеристики ДПТ с ПВ так же и для ДПТ с независимым возбуждением имеет вид:

Из-за отсутствия точного математического описания кривой намагничивания, при упрощенном анализе можно пренебречь насыщением магнитной системы ДПТ с ПВ, т. е. принять зависимость между потоком и током якоря линейной, как это показано на рис. 3.2 пунктирной линией. В этом случае можно записать:

где — коэффициент пропорциональности.

Для момента ДПТ с ПВ с учетом (3.17) можно записать:

Из выражения (3.3) видно, что в отличие от ДПТ с НВ у ДПТ с ПВ электромагнитный момент зависит от тока якоря не линейно, а квадратично.

Для тока якоря можно в этом случае записать:

Если подставить выражение (3.4) в общее уравнение электромеханической характеристики (3.1), то можно получить уравнение для механической характеристики ДПТ с ПВ:

Отсюда следует, что при ненасыщенной магнитной системе механическая характеристика ДПТ с ПВ изображается (рис. 3.3) кривой, для которой ось ординат является асимптотой.

Значительное увеличение скорости вращения двигателя в области малых нагрузок обуславливается соответствующим снижением величины магнитного потока.

Уравнение (3.5) является оценочным, т.к. получено при допущении о ненасыщенности магнитной системы двигателя. На практике по экономическим соображениям электродвигатели рассчитываются с определенным коэффициентом насыщения и рабочие точки лежат в районе колена перегиба кривой намагничивания.

В целом, анализируя уравнение механической характеристики (3.5), можно сделать интегральный вывод о «мягкости» механической характеристики, проявляющейся в резком уменьшении скорости при увеличении момента на валу двигателя.

Если рассматривать механическую характеристику, изображенную на рис. 3.3 в области малых нагрузок на валу, то можно сделать вывод, что понятие скорости идеального холостого хода для ДПТ с ПВ отсутствует, т. е. при полном сбросе момента сопротивления двигатель идет в «разнос». При этом его скорость теоретически стремится к бесконечности.

С увеличением нагрузки скорость вращения падает и равняется нулю при значении момента короткого замыкания (пускового):

Как видно из (3.21) у ДПТ с ПВ пусковой момент при отсутствии насыщения пропорционален квадрату тока короткого замыкания- При конкретных расчетах пользоваться оценочным уравнением механической характеристики (3.5) нельзя. В этом случае построение характеристик приходится вести графо-аналитическими способами. Как правило, построение искусственных характеристик производится на основании данных каталогов, где приводятся естественные характеристики: и.

Реальный ДПТ с ПВ

В реальном ДПТ с ПВ вследствие насыщения магнитной системы но мере увеличения нагрузки на валу (а, следовательно, и тока якоря) в области больших моментов, наблюдается прямая пропорциональность между моментом и током, поэтому механическая характеристика становится там практически линейной. Это относится как к естественной, так и к искусственным механическим характеристикам.

Кроме того, в реальном ДПТ с ПВ даже в режиме идеального холостого хода существует остаточный магнитный поток, вследствие чего скорость идеального холостого хода будет иметь конечную величину и определяться выражением:

Но так как величина незначительна, то может достигать значительных величин. Поэтому у ДПТ с ПВ, как правило, запрещается сбрасывать нагрузку на валу более чем на 80% отноминальной.

Исключением являются микродвигатели, у которых и при полном сбросе нагрузки остаточный момент трения достаточно велик для того, чтобы ограничить скорость холостого хода. Склонность ДПТ с ПВ идти в «разнос» ведет к тому, что их роторы выполняются механически усиленными.

Сравнение пусковых свойств двигателей с ПВ и НВ

Как следует из теории электрических машин, двигатели рассчитываются на конкретный номинальный ток. При этом ток короткого замыкания не должен превышать значения

где — коэффициент перегрузки по току, который обычно лежит в диапазоне от 2 до 5.

В случае, если имеются два двигателя постоянного тока: один с независимым возбуждением, а второй с последовательным возбуждением, рассчитанные на одинаковый ток, то допустимый ток короткого замыкания у них также будет одинаковым, в то время как пусковой момент у ДПТ с НВ будет пропорционален току якоря в первой степени:

а у идеализированного ДПТ с ПВ согласно выражению (3.6) квадрату тока якоря;

Из этого следует, что при одинаковой перегрузочной способности пусковой момент ДПТ с ПВ превосходит пусковой момент ДПТ с НВ.

При прямом пуске двигателя ударные значения тока, поэтому обмотки двигателя могут быстро перегреться и выйти из строя, кроме того большие токи негативно влияют и на надежность щеточно-коллекторного узла.

(Оказанное обуславливает необходимость ограничения до какой-либо приемлемой величины либо введением в якорную цепь дополнительного сопротивления, либо уменьшением питающего напряжения.

Величина максимально допустимого тока определяется коэффициентом перегрузки.

Для микродвигателей обычно осуществляется прямой пуск без добавочные сопротивлений, но с ростом габаритов ДПТ необходимо производить реостатный пуск. особенно, если привод с ДПТ с ПВ используется в нагруженных режимах с частыми пусками и торможениями.

Читать еще:  Шкода фабия шум в двигателе на холостых

Способы регулирования угловой скорости вращения ДПТ с ПВ

Как следует из уравнения электромеханической характеристики (3.1) угловую скорость вращения можно регулировать, как и у ДПТ с НВ, изменением, и.

Регулирование скорости вращения изменением питающего напряжения

Как следует из выражения механической характеристики (3.1) при изменении питающего напряжения можно получить семейство механические характеристик, изображенных на рис. 3.4. При этом величина напряжения питания регулируется, как правило, при помощи тиристорных преобразователей напряжения или систем «Генератор-двигатель».

Рис 3.4. Семейство механических характеристик ДПТ с ПВ при различных значениях напряжения питания якорной цепи

  • Ваз 2106
  • Регулировка
  • Ремонт
  • Тюнинг
  • Устройство
  • Эксплуатация

Электромеханическая характеристика двигателя с последовательным возбуждением

Основным различием между режимами генератора и двигателя является то, что в первом случае напряжение представляет собой часть ЭДС якоря, а во втором случае имеет место обратная картина.

Напряжение двигателя равно напряжению той сети, к которой он присоединен. Часть этого напряжения уравновешивается падением напряжения в цепи якоря (в двигателях с последовательным возбуждением в целях якоря и возбуждения). Другая часть уравновешивается той ЭДС, которая возникает в обмотке якоря в результате его вращения. Поэтому для двигателей должно выполняться соотношение

В сущности это та же самая формула, которую мы получили, рассматривая работу машины генератором. Но так как при переходе от генераторного режима к режиму двигателя ток в якоре изменил свое направление, то в формуле пришлось изменить знак перед величиной тока.

Рис. 10.15. Пуск двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением

Рис. 10.16. Пуск двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением

Если присоединить к сети неподвижный двигатель, то в первый момент ЭДС будет отсутствовать и напряжение сети будет уравновешиваться лишь падением напряжения в цепи якоря. Появится так называемый пусковой ток, величина которого находится по закону Ома

и намного превосходит нормальный рабочий ток двигателя. Поэтому двигатели постоянного тока приходится снабжать пусковыми реостатами, назначение которых — снизить пусковой ток до безопасной величины. Схема включения пускового реостата в цепь двигателя с параллельным возбуждением показана на рис. 10.15.

Ручка реостата соединяет точки Л (линия) и Я (якорь) сначала через большее сопротивление, а потом по мере появления ЭДС в якорной обмотке — через меньшее. Нормально двигатель работает при положении ручки в точке Я. Обмотка возбуждения сразу оказывается под полным напряжением сети (с этой целью ручку реостата возбуждения надо перевести в крайнее левое положение), и момент, развиваемый двигателем, оказывается наибольшим.

Подобным же образом происходит пуск двигателя с последовательным возбуждением (рис. 10.16).

Отметим теперь некоторые особенности работы рассмотренных двигателей.

Магнитный поток в двигателе с параллельным возбуждением остается приблизительно постоянным, поэтому с уменьшением нагрузки угловая скорость двигателя будет возрастать не очень резко. Действительно, при холостом ходе напряжение, индуктируемое в якоре, должно достичь величины, приблизительно равной, напряжению сети. Но это напряжение для данной машины пропорционально произведению магнитного потока Ф на угловую скорость двигателя , а так как поток почти не меняется с нагрузкой, т. е. остается достаточно большим, то достаточно ненамного увеличить скорость, чтобы достичь требуемой величины ЭДС.

В двигателе с параллельным возбуждением поток остается приблизительно постоянным независимо от величины нагрузки (потому что обмотка напряжения включена прямо на напряжение сети, остающееся приблизительно неизменным). Поэтому можно считать, что ток здесь будет прямо пропорционален тормозящему моменту.

Двигатели с параллельным возбуждением представляют собой машину, очень удобную в отношении возможности регулировать угловую скорость. Действительно, пусть, например, наша машина работает с неизменной мощностью, а это значит, что ток, подводимый к якорю, также должен оставаться приблизительно постоянным. Но для того чтобы иметь неизменный ток, нужно, чтобы оставалось неизменным и напряжение, наводимое в якоре.

Уменьшим теперь ток возбуждения.

Вследствие уменьшения тока возбуждения уменьшится и магнитный поток, а это значит, что должна увеличиться угловая скорость машины: ЭДС якоря не изменилась, и, следовательно, не может измениться произведение .

Рассуждая совершенно таким же способом, найдем, что для уменьшения угловой скорости машины при одной и той же мощности нужно увеличить магнитный поток, иначе говоря, нужно увеличить ток возбуждения.

Если слишком сильно уменьшить ток возбуждения или вовсе разорвать цепь возбуждения, двигатель с параллельным возбуждением начнет вращаться с недопустимо большой угловой скоростью — он, как говорят, пойдет вразнос. Эти двигатели «боятся» обрыва цепи возбуждения.

Для двигателей с последовательным возбуждением остаются справедливыми все приведенные в § 10.6 формулы. Но применяя их к двигателю с последовательным возбуждением, мы увидим, что он имеет совершенно другие характеристики.

Пусть, например, мы будем уменьшать тормозящее усилие приложенной к двигателю нагрузки. Должен, разумеется, уменьшиться ток, следовательно, должно увеличиться и напряжение, наводимое в якоре машины.

Но вместе с уменьшением тока в двигателе будет уменьшаться и магнитный поток. Ведь в этом случае (рис. 10.12) ток якоря является и током возбуждения.

Это в свою очередь затрудняет наведение необходимого напряжения. Угловая скорость двигателя с последовательным возбуждением с уменьшением механической нагрузки будет возрастать значительно сильнее, чем в двигателе с параллельным возбуждением; произведение должно возрасти, в то же время множитель Ф при этом будет уменьшаться, значит, второй множитель Q должен возрастать более резко.

Подобно тому как двигатель с параллельным возбуждением идет вразнос при обрыве цепи возбуждения, двигатель с последовательным возбуждением идет вразнос, если он оставлен без нагрузки (и если последовательно с ним не включен дополнительный резистор, способный ограничить нарастающий ток).

Напротив, при увеличении нагрузки двигатель с последовательным возбуждением будет более резко снижать скорость и магнитный поток. Но зато двигатель будет значительно увеличивать вращающее усилие. Действительно, момент двигателя пропорционален произведению тока и магнитного тока, а в двигателе с последовательным возбуждением вместе с током (при увеличении нагрузки) будет расти и поток.

Сказанное здесь о двигателе с последовательным возбуждением делает понятным, почему эти двигатели оказываются очень удобными для электрической тяги: там они никогда не могут остаться без нагрузки — это первое, а второе, и главное, — это то, что для целей транспорта очень важно, чтобы при трогании с места и при малой скорости двигатель развивал достаточно большой вращающий момент.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector