Двигатель параллельного возбуждения

У двигателя параллельного возбуждения (шунтового) обмотка
возбуждения включена параллельно обмотке якоря. Для пуска двигателя в ход применяют трехзажимный пусковой реостат (рис. 42). Напряжение сети подают к двигателю через рубильник Р. Один провод подключен непосредственно к двигателю, а второй - к за­жиму Л пускового реостата. Ток по металлической рукоятке реостата поступает на металлическую дугообразную планку и через шунтовой реостат R_ш - па параллельную обмотку возбуж­дения. Это одна цепь тока. Большая часть тока проходит по другой цепи: металлическая рукоятка реостата - пуско­вое сопротивление R_п - обмотка якоря. В начале пуска включены все элементы пускового сопротивления. По мере разгона двигателя рукоятку реостата поворачивают, уменьшая пусковое сопротивле­ние реостата. В рабочем режиме пусковое сопротивление R_и выведено полностью. Зажимы реостата имеют следующие обозначения: Л - линия, Я - якорь и Ш - шунт.

Рис. 42. Схема двигателя параллельного возбуждения

Так как вращающий момент двигателя М = С_мФ I_я, то для того, чтобы пусковой момент при пуске был наибольшим, нужно создать максимальный магнитный поток Ф полюсов. Поэтому пусковой рео­стат снабжен соединенной с обмоткой возбуждения дугообразной металлической планкой, по которой к обмотке возбуждения при пуске подводят полное напряжение сети, что обеспечивает достаточный для пуска ток возбуждения. Кроме того, при выведении рукоятки реостата на холостой контакт ХК цепь возбуждения оказывается замкнутой на реостат и якорь, вследствие чего во время прохождения тока по замкнутому контуру запасенная обмоткой возбуждения электромагнитная энергия преобразуется в тепловую и в обмотке возбуждения не наводится большая э. д. с. самоиндукции, которая могла бы привести к пробою изоляции обмотки возбуждения.

Скорость вращения якоря двигателя:

, об/мин.

Следовательно, скорость вращения якоря двигателя прямо про­порциональна напряжению U и обратно пропорциональна магнит­ному потоку Ф.

Значение тока якоря при работе двигателя определяется уравне­нием

.

Если напряжение сети не изменяется, то, поскольку R_я величина постоянная, ток якоря будет зависеть от значения противо-э. д. с. Е_дв двигателя. С увеличением нагрузки скорость вращения двигателя снижается, и поэтому противо-э. д. с. уменьшается, а это вызывает возрастание тока якоря и соответственно увеличение вра­щающего момента двигателя; при уменьшении нагрузки эти зависи­мости приобретают противоположный характер.

Если уменьшить магнитный поток Ф, то в первый мо­мент времени после увеличения сопротивления регулировочного реостата значительно повысится ток якоря, так как увеличится раз­ность U — Е_дв. Это в соответствии с формулой

приведет к увели­чению вращающего момента, вследствие чего скорость вращения двигателя возрастет при неизменном нагрузочном моменте.

Увеличение скорости вращения двигателя сопровождается уве­личением э. д. с. якоря, в результате чего первоначальная величина тока якоря немного уменьшится и двигатель будет продолжать вра­щаться с большей установившейся скоростью.

Чтобы изменить направление вра­щения якоря двигателя, необходимо изменить направление тока или в обмотке якоря, или в обмотке воз­буждения (рис. 43).

Рис. 43. Изменение направления вращения двигателей

Так, если направление тока в обмотке возбуждения стало противоположным, то изменится полярность полюсов, а на­правление тока в якоре останется прежним. Применив правило левой руки, можно убедиться в том, что якорь двигателя будет вращаться в обратную сторону. То же произойдет при изменении направления тока в якоре. При изменении полярности проводов на зажимах двигателя на­правление вращения якоря остается прежним.

Скорость вращения в двигателях параллельного возбуждения регули­руют изменением магнитного потока, для чего в цепь обмотки возбуждения включают регулировочный реостат R_ш (см. рис. 42).

Свойства двигателя отражают его рабочие характеристики, под которыми понимают зависимости скорости вращения п, тока I, вращающего момента М и коэффициента полезного действия ŋ от
мощности Р₂ на валу двигателя при постоянных значениях напряже­ния и тока возбуждения (рис. 44), т.е. п, I, М, ŋ = f(Р_г) при U = const и I_в = const. ...........

Рис. 44. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения

Скорость вращения п двигателя с увеличением нагрузки умень­шается незначительно. Уменьшение скорости вращения происходит вследствие увеличения падения напряжения I_ЯR_Я в обмотке якоря. Ток двигателя с увеличением нагрузки возрастает. Вращающий мо­мент М также повышается почти прямо пропорционально нагрузке. Поскольку скорость вращения п двигателя при увеличении нагрузки несколько снижается, то кривая момента М слегка изгибается вверх. Так как Р = Мω, то с уменьшением ω момент М увеличивается. Коэффициент полезного действия ŋ с увеличением нагрузки возра­стает и достигает своего максимального значения примерно при поло­винном значении номинальной мощности, затем остается почти по­стоянным, но при перегрузке двигателя уменьшается.