Двигуни постійного струму з послідовним та змішаним збудженням; Характеристики
Схема двигуна послідовного збудження наведена на рис.
У цьому двигуні струм якоря і струм збудження один і той же. Струм якоря електродвигуна залежить від навантаження на валу. Тому зі зміною навантаження в двигуні змінюються магнітні потоки полюсів, а отже, швидкість.
Механічна хар-ка двигуна «м'яка» (рис).
При навантаженнях, близьких до номінальної, магнітна система двигуна насичується, Ф=const і гіпербола переходить у похилу пряму.Пусковий момент при безреостатному пуску та номінальній напрузі був би дуже великий.
При пуску з реостатом Rп, що обмежує пусковий струм і момент до допустимих значень Iп і Мп, пускова характеристика (крива 2 на рис) дещо опускається. Пуск двигуна без навантаження неприпустимий, т.к. це призводить до аварії-швидкість якоря двигуна перевищує допустиму (двигун йде «врознос»). Регулювання частоти обертання двигунів послідовного збудження виробляють трьома способами.1) Реостатне регулювання (Rд) в ланцюзі робочого струму дає зниження швидкості; неэкономично.2) Безреостатное ступінчасте зміна напруги на тягових двигунах електротранспорту досягається груповим паралельним чи послідовним підключенням їх до сети.3) Полюсне рег-е у двигуні послід. збудж. Осущ-ся шунтуванням обмотки збудження реостатом (РВ див. Рис а). Розум. струму збудження призводить до збільшення швидкості при невеликих навантаженнях. Схема двигуна змішаного збудження наведена на (рис б)
На кожному полюсі такого двигуна є по дві котушки: одна належить паралельній, інша послідовній обмотці. У цих двигунах послідовну обмотку вкл. в ланцюг струму якоря сокласно зпаралельною, тобто. так, що створювані ними маг. потоки Ф1(I) і Ф2=const виявляються однаково спрямованими і склад.
Ф=Ф1(І)+Ф2. З ув. навантаження на валу зростає струм якоря та потік послід. обмотки. Результат. потік та момент ув., швидкість дещо знижується. Хутро. хар-ки наведено на рис.
Змішане збудження (СВ) дає двигуну переваги різних способів збудження та «усуває» недоліки. Наприклад, двигуну не загрожує «рознас» через допоміжну паралельну обмотку. Двигуни змішаного
збудження мають наиб. пусковий момент. Для двигуна змішаного порушення застосовують найчастіше полюсне і якірне рег-е , у якому обмотку паралельного порушення (ПВ) перемикають на незалежне джерело питания.
2.Способи регулювання частоти обертання асинхронних двигунів. Частота обертання асинхр. двигуна визна. по ф-ле: n2 = n1 (1-s) = 60 * f1 (1-s) / p, з якої випливає три принципово можливі методи регулювання АД- зміна частоти f1, числа полюсів 2p і ковзання s. Ковзання зазвичай змінюють шляхом зміни втрат в ланцюзі ротора за допомогою реостата, але в деяких випадках для цього змінюють вел-ну напруги живлення.Частотне регулювання.Цей спосіб регулювання частоти обертання дозволяє застосовувати найбільш надійні та дешеві АТ з короткозамкненим ротором. Однак для зміни частоти напруги живлення потрібна наявність джерела ел. струму змінної частоти.Регулювання шляхом зміни числа полюсів.Таке рег-е дозволяє отримати ступінчасту зміну частоти обертання. На рис С-4.35 показана найпростіша схема (для однієї фази), що дозволяє змінити число полюсів статора обмотки в 2 рази. Для цього кожну фазу статора обмотки поділяють на дві частини. Які перемикають з послід. соед-я на паралельне.З рис. Видно, що при включенні котушок 1-2 і 3-4 дві паралельні гілки число полюсів зменшується в 2 рази, а отже, частота обертання маг. поля ув. в 2 рази. При перемиканні число наслід. вкл. витків у кожній фазі розум. вдвічі, але оскільки частота обертання ув. в 2 рази, ЕРС , що індукується у фазі залишається незмінною. Отже, двигун за обох частот обертання може бути підключений до мережі з однаковою напругою. Щоб не здійснювати перемикання в обмотці ротора, останню виконують короткозамкнутою. Якщо потрібно мати 3 або 4 частоти обертання, то на статорі мають ще одну обмотку, при перемиканні кіт. можна отримати додатково 2 частоти. АТ із перемиканням числа полюсів називають багатошвидкісними. Багатошвидкісні двигуни мають слід. Недоліки: великі габарити та масу порівняно з двигунами нормального виконання, а відтак і більшу вартість. Крім того рег-е осущ-ся великими щаблями; при частоті f1=50 Гц частота обертання поля n1 при перемиканнях змінюється щодо 3000:1500:1000:750.Регулювання шляхом включення реостата в ланцюг ротора.При включенні в ланцюг ротора додаткових активних опорів Rдоб1, Rдоб2, та інших змінюється форма залежності М=f(s) та механічної хар-ки n2=f(M) двигуна (рис С-4.37,а).
При цьому деякому моменту навантаження Мн відповідають ковзання s1, s2, s3, ..., великі, ніж ковзання sе, при роботі двигуна на природній характеристиці (при Rдоб = 0). Отже, частота вращ-я двигуна, що встановилася, розум. від ne до n1, n2, n3, ... (рис С-4.37, б). Цей метод рег-я може бути використаний тільки для двигунів з фазним ротором. Він дозволяє плавно змінювати частоту обертання у межах. Недоліками його явл.: 1) великі втрати енергії в регулювальному реостаті; 2)надмірно «м'яка» механічна хар-ка двигуна при великому опорі в ланцюзі ротора. У деяких випадках неприпустимо, т.к. невеликі зміни навантажувального моменту соотв. суттєвий. Зміна частоти обертання.Регулювання шляхом зміни величини напруги живлення.Для двигунів нормального виконання таке регулювання не застосовується. Т.к. при зменшенні напруги живлення різко зменшується максимальний момент (рис С-4.38). Розглянутий спосіб можна використовуватиме регулювання двигунів із великим активним опором ротора, т.к. в цьому випадку ковзання sкр різко зросте і максимум моменту зсувається в зону, близьку до s = 1 (криві 1', 2', 3') і навіть в область, де s & 1; Однак це веде до значного ув. втрат потужності та зниження ККД, тому такий метод можна застосовувати тільки в мікродвигунах, для яких вел-на ККД не має вирішального значення.Зміна напрямку обертання.Для зміни напрямку обертання ротора електродвигуна треба змінити напрямок обертання маг. поля. Для цього необхідно змінити порядок чергування струму у фазах статора обмотки. У трифазних машинах це здійснюється шляхом перемикання двох будь-яких проводів, що підводять струм з трифазного ланцюга до фаз цієї обмотки.(рис, а і б).