Двигатели постоянного тока. Электромеханиеческие свойства двигателей постоянного тока с независимым возбуждением.

Двигатели постоянного тока с плавным регулированием частоты вращения находят применение в приводах различных машин, станков и установок. Наряду с широким пределом регулирования частоты вращения они дают возможность получать механические характеристики различной (требуемой) жесткости.

уравнение мех хар-ки [n =f(M)] можно записать в виде

где коэффициенты Се и См зависят от конструктивных данных двигателя; Ф — магнитный поток двигателя.

Формула показывает, что если U, R и Ф постоянны, мех хар-ка двигателя параллельного возбуждения представляет прямую линию. Если в цепи якоря нет сопротивлений, то механическая хар-ка естественная (прямая 1, рис.а). Точка А соответствует ном частоте вращения nн, а no называют частотой идеального ХХ. Жесткость хар-ки определяется сопротивлением двигателя R', куда входит сопротивление обмотки якоря, дополнительных полюсов, компенсационной обмотки, щеток. Влияние сопротивления в цепи якоря на хар-ку иллюстрируется прямыми 2 и 3 (см. рис.а).

Рис. 1. Механические характеристики двигателей постоянного тока: а - при изменении сопротивления в цепи ротора, б - при изменении напряжения в цепи якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, в - при регулировании частоты вращения шунтированием обмотки возбуждения двигателя с последовательным возбуждением, г - при различных режимах торможения.

Формула позволяет оценить влияние напряжения U и потока Ф. (рис.б); частота вращения холостого хода при постоянных При изменении U механическая характеристика двигателя с независимым возбуждением смещается параллельно естественной R и U изменяется обратно пропорционально потоку.

Из формулы при n = 0 имеем

т. е. пусковой момент пропорционален потоку.

Таким образом, частота вращения двигателя может регулироваться изменением магнитного потока, напряжения, подводимого к обмотке якоря, введением сопротивлений в цепь якоря.

Регулирование частоты вращения двигателя изменением Ф применяют довольно часто, так как регулирование происходит плавно, без больших потерь энергии, поддается автоматизации. Диапазон регулирования в сторону увеличения частоты вращения не превышает 1:4, его можно расширить введением небольшой стабилизирующей обмотки последовательного возбуждения наряду с обмоткой дополнительных полюсов.

Регулирование частоты вращения изменением напряжения, подаваемого в цепь якоря двигателя, широко используют у двигателя независимого возбуждения (рис.б). В настоящее время выпускают двигатели с диапазоном регулирования до 1:8, диапазон увеличивается при применении тиристорных преобразователей.