Главная Движение носителей электрических зарядов



Аналогично протекает процесс при увеличении тормозного момента, когда вращающий момент двигателя становится меныпе тормозного. В этом случае частота вращения двигателя начинает падать, вследствие чего уменьшится противо-э. д. с. и возрастают ток якоря и вращающий момент. Этот процесс, так же как при уменьшении нагрузки, прекратится, когда М = и п = const.

В установившемся режиме, когда М = М, потребляемый якорем двигателя ток определяется моментом на валу М/(СмФ). Из этого ьырансения следует, что при Ф = const ток, потребляемый двигателем, всегда пропорционален моменту на валу.

Пуск двигателей. В момент включения двигателя в сеть его частота вращения п равна нулю, противо-э. д. с. £ = СпФ также равна нулю, а пусковой ток /„ = и/г ограничивается только сопротивлением обмотки якоря, которое у двигателей средней и большой мощностей составляет десятые - сотые доли ом. Поэтому при прямом пуске путем непосредственного включения двигателя в сеть пусковой ток был бы недопустимо большим - в 10-20 раз больше номинального. Это может вызвать поломку вала, а также сильное искрение под щетками. Поэтому гфи пуске двигателей постоянного тока в цепь якоря часто включают добавочный пусковой реостат с таким сопротивлением f чтобы пусковой ток не превышал допустимого значения. Прямой пуск применяют в основном для двигателей мощностью до нескольких сотен ватт, а иногда мощностью в несколько киловатт. В машинах большой и федней мощностей допустимый пусковой ток = (1,4-f-1,8)/„ом, а в машинах малой мощности = (2ч-2,5)/„о„.

По мере увеличения частоты вращения двигателя в обмотке якоря возрастает противо-э. д. с, ток уменьшается, вследствие чего сопротивление пускового реостата необходимо постепенно уменьшать. При достижении двигателем номинальной частоты вращения пусковой реостат полностью выводится. Чем короче период пуска, тем меньше потери энергии в цепи якоря.

Следует иметь в виду, что чрезмерное уменьшение пускового тока может привести к тому, что двигатель вообще не сможет стронуться с места, так как пусковой момент = СФп не сможет преодолеть момента сопротивления на валу двигателя. Для обеспечения большого пускового момента при ограниченном пусковом токе необходимо создать возможно больший магнитный поток, что достигается за счет увеличения тока возбуждения с помощью специального реостата, включаемого в цепь возбуждения двигателя.

Ограничение пускового тока при реостатном пуске обычно сопровождается значительными потерями энергии в пусковом реостате. Для исключения этого пуск двигателя можно осуществить при пониженном напряжении, подводимом к его обмотке якоря от источника с регулируемым напряжением. В процессе пуска в этом случае напряжение, подводимое к якорю двигателя, плавно повьшхают.

Класс1зфика1ря двигателей. Двигатели постоянного тока отличаются друг от друга способом питания обмотки возбуждения. Двигатели постоянного тока, как и генераторы, могут иметь независимое, параллельное, последовательное и смешанное возбуждение.



Двигатели с независимым возбуждением применяют тогда, когда напряжение на зажимах якоря изменяется в процессе работы или когда напряжение якоря отличается по значению от напряжения возбуждения.

Двигатели последовательного возбуждения получили широкое применение, так как обладают рядом ценных свойств. Двигатели со смешанным возбуждением по своим свойствам являются промежуточными между двигателями последовательного и параллельного возбуждения.

Двигатели с параллельным возбуждением, получившие наибольшее распространение, - это, по существу, те же двигатели с независимым возбуждением, но только питание обмотки возбуждения у них производится от того же источника энергии, что и питание якоря. На рис. 14.20 приведена схема двигателя с параллельным возбуждишем. В нем обмотка возбуждения подключена непосредственно к сети параллельно с обмоткой якоря. В цепь якоря включен пусковой >•„, а в цепь обмотки возбуждения - регулировочный реостат г. Так как обмотка возбуждения питается независимо от обмотки якоря непосредственно от сети, то ток возбуждения двигателя параллельного возбуждения не зависит от тока якоря.

Если сопротивление регулировочного реостата не меняется, то ток возбуждения при напряжении сети U = const остается постоянным. Поэтому магнитный поток двигателя при изменении нагрузки также практически не меняется (немного уменьшаясь при увеличении нагрузки за счет усиления реакции якоря). Ток /, потребляемый двигателем из сети.

/ = /я + h.

(14.15)

Обмотка возбуждения состоит из большого числа витков относительно тонкого провода и обладает значительным сопротивлением Гв, поэтому ток возбуждения 1 мал по фавнению с током якоря, составляя от него не более 3 - 4%.

Ток возбуждения

h = С (-в + рв). (14.16)

Характерным свойством двигателей параллельного возбуждения является то, что при напряжении сети U = const и сопротивлении цепи

возбуждения + = const ток возбуждения = const и не зависит от тока нагрузки /.

Для оценки свойств электрических двигателей широко используют различные характеристики. Наиболее распространенным релсимом работы двигателей параллельного возбуждения является режим при U = const и /в = const. В этом случае свойства двигателя достатогно полно описываются тремя характеристиками: моменгной, скоростной и механической. Согласно (14.15), моментная характеристика М = f (Ig) будет Рис. 14.20 линейной (рис 14.21, а), так как магнитный




поток двигателя параллельного возбуждения остается постоянным при изменении тока якоря и, следовательно, момент двигателя прямо пропорционален току якоря. Действительно, при Ф = const момент М = СмФ/а = где к = СмФ = const.

Скоростной характеристикой двигателя постоянного тока называют зависимость частоты его вращения от тока якоря и =/а механической - зависимость частоты вращения двигателя от момента n-f (М) при и = const и = const. Согласно (14.13), скоростная характеристика для двигателей параллельного возбуждения будет линейной (рис. 14.21, а). Следовательно, линейной будет также механическая характеристика двигателя (рис. 14.21, б). Подставляя значение тока якоря 1 из (14.5) в (14.13), получим уравнение механической характеристики:

и = С (С,Ф) - МгЛССФ). (14.17)

Когда в цепи якоря отсутствует добавочный реостат (Гре - 0), механическая характеристика называется естественной. Механическая характеристика двигателя, у которого в цепь якоря введен регулировочный реостат с сопротивлением Грег, называется искусственной (рис. 14.21, б). Естественная характеристика обычно линейна и имеет слегка падающий характер. Как механическую, так и скоростную характеристики у двигателей параллельного возбуждения можно считать жесткими, так как при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной частоты вращения уменьшаются на 3 - 7%. Способность этих двигателей сохранять частоту вращения почти неизменной при изменении нагрузки широко используется на практике.

С другой стороны, частоту вращения двигателей параллельного возбуждения можно изменять в широких пределах с помощью регулировочного реостата с сопротивлением позволяющего изменять ток возбуждения двигателя 1 и его магнитный поток Ф и, как следует из (14.13), частоту вращегшя и.

Следует особо отметить, что при холостом ходе и небольшой нагрузке для двигателя параллельного возбуждения большую опасность представляет значительное уменьшение тока возбуждения и тем более обрыв цепи возбуждения, когда /в = О (Ф = 0). В этом случае частота вращения может возрасти до опасных пределов - двигатель «идет в разнос». Кроме того, при этом ток якоря сильно возрастает, вследствие чего усиливается искрение под щетками.

Для оценки эксплуатационных свойств двигателей широко используют рабочие характеристики, представляющие зависимость потребляе-



HDM I а



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 [91] 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.023