Двигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока применяют в приводах, требующих плав­ного регулирования частот вращения в широком диапазоне. Свойства двигателей, как и генераторов, определяются способом возбуждения и схемой включения обмоток возбуждения. По способу возбуждения различают двигатели с электромагнитным и магнитоэлектрическим воз­буждением. Электрические двигатели с электромагнитным возбужде­нием делятся на двигатели с параллельным (шунтовые), последова­тельным (сериесные), смешанным (компаундные) и независимым возбу­ждением.

Как отмечалось, электрические машины постоянного тока обра­тимы, т. е. могут работать не только генераторами, но и двигателями. Если отсоединить генератор от первичного двигателя и подвести напря­жение к обмоткам якоря и возбуждения, то якорь начнет вращаться и машина будет работать как двигатель, преобразуя электрическую энергию в механическую. Направления тока и ЭДС в проводниках об­мотки якоря двигателя показаны на рис. 3.1.

Преобразование электрической энергии в механическую во всех дви­гателях можно наглядно показать с помощью энергетической диа­граммы (рис. 3.2). На рис. 2.5 – полная электрическая мощность, подводимая к двигателю; – мощность потерь в цепи возбуждения; – мощность потерь в цепи якоря; – мощность потерь холостого хода; – полная механиче­ская мощность; – электромагнитная мощность; — полезная ме­ханическая мощность на валу.

Рассмотрим энергетическую диаграмму для двигателя с парал­лельным возбуждением (рис. 2.7). Из диаграммы видно, что

 

 

Рисунок 3.1. Направления тока и ЭДС в проводни­ках обмотки якоря дви­гателя

 

 

Рисунок 3.2. Энергетическая ди­аграмма двигателя постоян­ного тока

 

Учитывая (1.1), получим уравнение равновесия ЭДС двигателя:

. (3.1)

На основании (3.1) ток якоря:

(3.2)

 

 

Рисунок 3.3. Схема двигателя постоянного тока параллель­ного возбуждения

 

Можно доказать, что

(3.3)

где: – угловая частота вращения якоря, – частота вращения якоря, об/мин, – электромагнитная мощность двигателя.