ДПТ послідовного збудження.
У цьому двигуні обмотка збудження включена послідовно в ланцюг якоря (рис. 29.9,а),томумагнітний потікФ у ньому залежить від струму навантаженняI = Ia = Iв. При невеликих навантаженнях магнітна система машини не насичена і залежність магнітного потоку від струму навантаження прямо пропорційна, тобто. ф - коефіцієнт пропорційності). У цьому випадку знайдемо електромагнітний момент:
Формула частоти обертання набуде вигляду
На рис. 29.9,бпредставлені робочі характеристикиM = F(I) іn= (I) двигуна послідовного збудження. При високих навантаженнях настає насичення магнітної системи двигуна. У цьому випадку магнітний потік при зростанні навантаження практично не змінюється і характеристики двигуна набувають майже прямолінійного характеру. Характеристика частоти обертання двигуна послідовного збудження показує, що частота обертання двигуна значно змінюється змінах навантаження. Таку характеристику прийнято називатим'якою.
Мал. 29.9. Двигун послідовного збудження:
а- принципова схема;б- Робочі характеристики; в - механічні характеристики;1- природна характеристика;2 -штучна характеристика
При зменшенні навантаження двигуна послідовного збудження частота обертання різко збільшується і при навантаженні менше 25% від номінальної може досягти небезпечних для двигуна значень (рознесення). Тому робота двигуна послідовного збудження або його пуск при навантаженні на валу менше ніж 25% від номінальної неприпустима.
Для більш надійної роботи вал двигуна послідовного збудженняповинен бути жорстко з'єднаний з робочим механізмом за допомогою муфти та зубчастої передачі. Враховуючи можливість роботи двигуна на підвищених частотах обертання, двигуни послідовного збудження, згідно з ГОСТом, піддають випробуванню протягом 2 хв на перевищення частоти обертання на 20 % понад максимальну, вказану на заводському щиті, але не менше ніж на 50% понад номінальну.
Механічні характеристики двигуна послідовного збудження n=f(M) представлені на рис. 29.9,в.Різко падаючі криві механічних характеристик (природна 1 і штучна 2 ) забезпечують двигуну послідовного збудження стійку роботу при будь-якому механічному навантаженні. Властивість цих двигунів розвивати великий крутний момент, пропорційний квадрату струму навантаження, має важливе значення, особливо у важких умовах пуску та при перевантаженнях, оскільки з поступовим збільшенням навантаження двигуна потужність на його вході зростає повільніше, ніж крутний момент. Ця особливість двигунів послідовного збудження є однією з причин їх широкого застосування як тягові двигуни на транспорті, а також як кранові двигуни в підйомних установках, тобто у всіх випадках електроприводу з важкими умовами пуску і поєднання значних навантажень на вал двигуна з малою частотою обертання.
Номінальна зміна частоти обертання двигуна послідовного збудження
деn[0,25] - частота обертання при навантаженні двигуна, що становить 25% від номінальної.
Частоту обертання двигунів послідовного збудження можна регулювати зміною абонапруги U, абомагнітного потоку обмотки збудження У першому випадку ланцюг якоря послідовно включають регулювальнийреостат Rрг (рис. 29.10,а).Зі збільшенням опору цього реостата зменшуються напруга на вході двигуна і частота його обертання. Цей метод регулювання застосовують головним чином двигунах невеликої потужності. У разі значної потужності двигуна цей спосіб неекономічний через великі втрати енергії вRрг. Крім того,реостат Rрг, що розраховується на робочий струм двигуна, виходить громіздким і дорогим.
При спільній роботі кількох однотипних двигунів частоту обертання регулюють зміною схеми їх включення щодо один одного (рис. 29.10,б).Так, при паралельному включенні двигунів кожен з них виявляється під повною напругою мережі а при послідовному включенні двох двигунів на кожен двигун припадає половина напруги мережі. При одночасної роботі більшої кількості двигунів можлива більша кількість варіантів включення. Цей спосіб регулювання частоти обертання застосовують у електровозах, де встановлено кілька однакових тягових двигунів.
Зміна напруги, що підводиться до двигуна, можлива при живленні двигуна від джерела постійного струму з регульованою напругою (наприклад, за схемою, аналогічною рис. 29.6,а).При зменшенні підводиться до двигуна напруги його механічні Показники зміщуються вниз, мало змінюючи своєї кривизни (рис. 29.11).
Мал. 29.11. Механічні характеристики двигуна послідовного збудження при зміні напруги, що підводиться
Регулювати частоту обертання двигуна зміною магнітного потоку можна трьома способами: шунтуванням обмотки збудження реостатомrрг, секціонуванням обмотки збудження та шунтуванням обмотки якоря реостатомrш.Включення реостатуrрг, що шунтує обмотку збудження (рис. 29.10,>в), і навіть зменшення опору цього реостата веде до зниження струму збудженняIв = Ia — Iрг, отже, до зростання частоти обертання. Цей спосіб економічніший за попередній (див. рис. 29.10,а),застосовується частіше і оцінюється коефіцієнтом регулювання
Зазвичай опір реостатуrрг приймається таким, щобkрг = 50%.
При секціонуванні обмотки збудження (рис. 29.10,г) відключення частини витків обмотки супроводжується зростанням частоти обертання. При шунтуванні обмотки якоря реостатомrш (див. рис. 29.10,в) збільшується струм збудженняIв = Ia+Iрг, що викликає зменшення частоти обертання. Цей спосіб регулювання, хоч і забезпечує глибоке регулювання, неекономічний і застосовується дуже рідко.
Мал. 29.10. Регулює частоту обертання двигунів послідовного збудження.