Параллельного возбуждения.
Схема включения двигателя параллельного возбуждения в сеть показана на рисунке 81, а. Двигатель пускают в ход реостатом, его включают последовательно с обмоткой якоря. Реостат (рис. 81, б) с тремя зажимами для соединения с сетью Л (линией), с якорем Я, с цепью возбуждения Ш.
Пусковой реостат включают так, чтобы к цепи возбуждения подавалось полное напряжение. Перед пуском рычаг находится на холостом контакте О. При пуске двигателя в ход включают рубильник, рычаг реостата переводят на промежуточный контакт 1. Сопротивление реостата окажется введенным полностью, двигатель возбудится, в цепи якоря появится пусковой ток. По мере нарастания скорости вращения якоря пусковой ток уменьшается и рычаг реостата постепенно перемещают, пока он не окажется на контакте 4. В этом положении сопротивление реостата равно нулю, что соответствует нормальной работе двигателя. При отключении двигателя от сети рычаг пускового реостата быстро возвращают на холостой контакт и выключают рубильник.
На рисунке 81, б показана скоростная характеристика, представляющая зависимость скорости вращения двигателя п, или со от мощности на его валу Р2 при неизменных напряжении на зажимах и токе возбуждения. Изменение скорости вращения при переходе от номинальной нагрузки к холостому ходу, выраженное в процентах, называют номинальным изменением скорости двигателя:
где nн — угловая скорость вращения при номинальной нагрузке, об/мин;
п0 — угловая скорость вращения в режиме холостого хода, об/мин.
Для двигателей параллельного возбуждения номинальное изменение скорости вращения в пределах 2—10%. Поэтому скоростная характеристика (жесткая) имеет слегка падающий вид. Жесткая характеристика ценна, когда требуется неизменная скорость вращения.
На рисунке 81, г представлены механические характеристики двигателя. Если пренебречь небольшим изменением магнитного потока из-за реакции якоря, то эти характеристики параллельного двигателя представляют ряд прямых линий, наклонных к оси абсцисс. Угол наклона тем больше, чем больше величина сопротивления, включенного в цепь якоря. Механическую характеристику при отсутствии в цепи якоря дополнительного сопротивления называют естественной (кривая 1), а такие же характеристики при включении в цепь якоря дополнительного сопротивления — искусственными (кривая 2). В двигателях параллельного возбуждения скорость вращения с изменением момента на валу изменяется незначительно.
Рис. 81. Двигатель параллельного возбуждения:
а — схема включения; б — устройство трехзажимного пускового реостата; в — скоростная характеристика; г — механические характеристики.
Скорость вращения двигателя обычно изменяют регулировочным реостатом (рис. 81, а) в цепи возбуждения. При уменьшении сопротивления реостата увеличивается ток в обмотке возбуждения, а следовательно, и магнитный поток, что вызывает уменьшение скорости вращения. При увеличении сопротивления реостата магнитный поток уменьшается, скорость вращения двигателя растет. Следует иметь в виду, что чрезмерное повышение скорости вращения вызывает искрение на коллекторе и сильный нагрев подшипников.
Двигатели параллельного возбуждения широко применяют, когда необходимы практически постоянная скорость вращения и плавное регулирование ее в широких пределах.
Двигатель последовательного возбуждения.
Схема двигателя показана на рисунке 82, а.
Рис. 82. Двигатель последовательного возбуждения:
а — схема включения; б — устройство пускового реостата; в — скоростная характеристика; г — механические характеристики.
Для ограничения величины пускового тока в цепь якоря включен пусковой реостат ПР с двумя зажимами: Л — линия и Я — якорь (рис. 82, а, б). Так как обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены последовательно, то по ним проходит один п тот же ток. Поэтому и магнитный поток двигателя зависит от тока нагрузки.
При небольших нагрузках, пока магнитная система машины не насыщена, магнитный поток изменяется прямо пропорционально току нагрузки, а вращающийся момент двигателя М оказывается пропорциональным квадрату тока нагрузки М= С, то есть резко возрастает с увеличением нагрузки.
Свойство двигателя последовательного возбуждения: развивать большой вращающий момент, пропорциональный квадрату тока нагрузки. Это особенно ценно при тяжелых условиях пуска и при перегрузках, так как с увеличением нагрузки потребляемая из сети мощность растет медленнее, чем вращающий момент.
На рисунке 82, в показана скоростная характеристика. Как видно, скорость вращения двигателя резко изменяется три изменении нагрузки. Такую характеристику называют мягкой. При холостом ходе и очень малой нагрузке, когда ток в якоре и магнитный поток невелики, скорость вращения может возрасти до опасных для механической целости двигателя значений. Поэтому двигатели последовательного возбуждения должны работать и запускаться в ход только под нагрузкой, составляющей не менее 25 % номинальной, соединение их с рабочими машинами должно быть надежным.
Скорость вращения двигателя последовательного возбуждения чаще регулируют шунтированием обмотки возбуждения В этом случае параллельно обмотке включают регулировочный реостат и часть тока идет в якорь. Магнитный поток двигателя уменьшается, а скорость вращения увеличивается.
Механические характеристики двигателя последовательного возбуждения представлены на рисунке 82, а. Очевидно, изменение момента (нагрузки на валу двигателя) сопровождается значительными изменениями скорости вращения.
Двигатели последовательного возбуждения применяют в тех случаях, когда при пуске в ход требуется большой вращающий момент и не нужна постоянная скорость вращения.
Двигатели смешанного возбуждения
Двигатели смешанного возбуждения имеют две обмотки — последовательную и параллельную (рис. 83, а).
Рис. 83. Двигатель смешанного возбуждения:
а — схема включения; б — скоростная характеристика. в — механические характеристики.
Действие каждой из обмоток определяется ее намагничивающей силой. У компаундных двигателей параллельная обмотка основная, то есть она создает больший магнитный поток.
На рисунке 83, б показана скоростная, а на рисунке 83, в — механические характеристики компаундного двигателя при согласном включении обмоток. Механическая характеристика резко падает, как и для двигателя последовательного возбуждения.
Компаундные двигатели применяют в электроприводах с резко изменяющейся нагрузкой.
