Двигатель параллельного возбуждения

Схема двигателя параллельного возбуждения представлена на рис. 3.5. Обмотку возбуждения включают параллельно обмотке якоря. Ток воз­буждения I_B = I — 1_Я меньше тока якоря. Различие токов I_Bи1_Я особенно велико в двигателях большой мощности, где I_B = 1 – 3 % 1_Я. В двигате­лях мощностью 100 – 250 Вт I_B = 5 – 10 % 1_Я, в двигателях мощностью 5—10 Вт I_B = 30 – 50 % 1_Я. Рабочие характеристики двигателя при 1_В = const приведены на рис. 4.1. Обычно магнитный поток двигателя при изменении нагрузки может изменяться за счет реакции якоря. В двига­телях малой мощности вследствие их малого насыщения размагничи­вающее действие реакции якоря мало, поэтому для микродвигателей и с некоторым приближением для двигателей большой мощности можно считать, что поток в них не зависит от нагрузки (Ф = const).

 

 

Рисунок 4.1. Рабочие харак­теристики двигателя па­раллельного возбуждения

 

Зависимость n = f(P₂), называемая скоростной характеристикой, имеет вид кривой с малым углом наклона к оси абсцисс, так как часто­та вращения из уравнения (1.1) с учетом (1.2)

(4.1)

При возрастании мощности P₂ ток якоря 1_Я двигателя увеличивает­ся. Из уравнения (1.15) следует, что при U = const частота вращения из­меняется вследствие падения напряжения 1_Я R_Я в цепи якоря и уменьше­ния потока Ф из-за реакции якоря. Двигатели проектируют так, чтобы уменьшение частоты вращения за счет падения напряжения было боль­ше, чем увеличение ее за счет уменьшения потока. Обычно при измене­нии мощности от холостого хода (Р₂ = 0) до номинальной (Р_2ном) часто­та вращения уменьшается на 2 - 8 % от номинальной. Скоростная ха­рактеристика двигателя параллельного возбуждения является жесткой.

Из-за изменения частоты вращения якоря характеристика М₂ = f(Р₂) является нелинейной. Зависимость I = f(P₂) не выходит из начала координат, так как при Р₂ = 0 двигатель потребляет из сети ток холостого хода I_0. Кривая =f{P₂) имеет типичный для электрических машин харак­тер. КПД мало меняется при изменении мощности нагрузки от Р₂ = 0,5Р₂ до Р₂ = 1,2Р₂ном и имеет максимум при Р₂ = = (0,75-г0,80)Р_2ном.

Если в выражение (4.1) подставим зна­чение тока I_я из (1.13), то получим урав­нение для механической характеристики двигателя:

. (4.2)

 

 

 

Рисунок 4.2. Механические ха­рактеристики двигателя па­раллельного возбуждения

 

Механическую характеристику при R_д = 0 (рис. 4.2) называют естественной. Она является жесткой. Включая R_д в цепь якоря, получают искусственные .механические ха­рактеристики. Их жесткость снижается тем больше, чем больше сопро­тивление R_д. Механические характеристики двигателя приведены на рис. 4.2. Так как вращающий момент пропорционален току при Ф = const, зависимости п = f(M) и n= f(I) имеют один и тот же вид.

Анализ уравнения (4.2) показывает, что регулировать частоту враще­ния двигателя можно введением сопротивления резистора R_д в цепь якоря, изменением магнитного потока полюсов Фи подводимого на­пряжения U. С вводом R_д в цепь якоря падение напряжения увеличивается, а частота вращения n умень­шается. Такой способ регулирования частоты вращения неэкономичен, так как снижается КПД из-за потерь в R_д; его применяют в основном для двигателей небольших мощностей.

Регулирование частоты вращения изменением потока полюсов в двигателях параллельного возбуждения производят регулировочным реостатом R_р (см. рис.4.2). С уменьшением потока Ф частота вращения двигателя возрастает. Этот способ более экономичный, так как потери мощности в R_р невелики.