Способы регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока параллельного и последовательного возбуждения.

Частота вращения двигателя постоянного тока п = [ U - I_а (Σ R_а + R _до6)]/(с_е Ф). Ее можно регулировать тремя способами.

Изменение питающего напряжения на зажимах якоря. При изменении питающего напряжения от U ₁ до U ₂ частоты вращения

п ₁ = (U ₁ - I_a Σ R_a )/(с_е Ф) = U ₁/(c_e Ф)- I_a Σ R_a /(с_е Ф) = п ₀₁ - Δ п ₁;

п ₂ = (U ₂ - I_a Σ R_a)/(с_е Ф) = U ₂/(c_e Ф) - I_a Σ R_a /(с_е Ф) = п ₀₂ - Δ п ₂.

В двигателе с параллельным возбуждением частота вращения при холостом ходе n ₀₂/ n ₀₁ = U₂/U₁, а уменьшение частоты вращения при М _н = const равно Δ n ₁ = Δ n ₂ = const. характеристики двигателя с параллельным возбуждением это семейство параллельных прямых 1, 2 и 3 (рис.а). Скоростные и механические характеристики двигателя с последовательным возбуждением строят аналогично (рис. б). Регулирование частоты вращения двигателя путем изменения напряжения на зажимах якоря ведут «вниз», т. е. уменьшают напряжение и частоту вращения по сравнению с номинальными.

Включение реостата в цепь якоря. При включении реостата в цепь якоря

1 — естественная R _доб = 0; 2 — реостатная R _доб > 0. Частоты вращения при холостом ходе для обеих характеристик равны. При одном токе якоря Δ n _ест /Δ n _реост = Σ R _a /(Σ R _a + R _доб). Чем больше R _доб, тем круче с увеличением нагрузки падает частота вращения.

Механические характеристики n = f(M) можно получить из скоростных n = f(I_a) путем изменения масштаба по оси абсцисс, так как М = с_МФI_a = cI_a.

Недостаток: возникновение больших потерь энергии в реостате Δ Р _эл = Р ₁Δ п / п ₀ = Р ₁ (п ₀ - п)/ п ₀, с уменьшением частоты вращения якоря потери линейно возрастают.

Изменение магнитного потока. Чтобы изменить магнитный поток, необходимо регулировать ток возбуждения двигателя. При Ф₁ и Ф₂

В двигателе с параллельным возбуждением п ₀₂/ п ₀₁ = Δ п ₂/Δ п ₁ = Ф₁/Ф₂. Каждая из механических характеристик линейна и может быть построена по точке ХХ и КЗ.

Сравнивая моменты при коротком замыкании,

М _к1/ М _к2 = с_М Ф₁ I_{а к} /(с_М Ф₂ I_{а к}) = Ф₁/Ф₂.

с уменьшением магнитного потока частота вращения при ХХ возрастает, а момент при КЗ снижается. механические характеристики, пересекаются при М _кр и частоте вращения, меньшей частоты вращения при ХХ, но большей нуля. При значениях нагрузочного момента, меньших М _кр, уменьшение потока ведет к увеличению частоты вращения. При значениях больших М _кр, уменьшение потока приводит к уменьшению частоты вращения.

Механические характеристики у двигателей с последовательным возбуждением. Магнитный поток уменьшается при включении регулировочного реостата R _p.в параллельно обмотке возбуждения ОВ, I _в = I_а R _p.в /(R _в + R _p.в)= =β I_а. При включении реостата R _p.в параллельно обмотке возбуждения требуемое распределение тока I _а между обмоткой и реостатом обеспечивается при стационарном режиме.

При отключении двигателя от сети и последующем включении в первый момент ток I_а идет по реостату R _p.в, a ток I_в мал. Это приводит к значительному возрастанию тока I_а из-за резкого уменьшения ЭДС Е, индуцированной в обмотке якоря, возникает резкий бросок тока I_а, нарушается нормальная коммутация и образовывается круговой огонь.