Регулирование скорости вращения электродвигателей постоянного тока.

Скорость вращения n двигателей постоянного тока определяют из выражения:

N = (U – I_яR_я) / С_eФ, (260)

где:

U – напряжение на зажимах двигателя;

I_я и R_я – соответственно ток и сопротивление якоря;

Ф – магнитный поток;

С_e – постоянный коэффициент.

Из этого равенства следует, что скорость вращения двигателей постоянного тока можно регулировать изменяя величины магнитного потока Ф, напряжения U и тока якоря I_я. В связи с этим различают три способа регулирования скорости вращения:

1. Изменением величины тока в обмотке возбуждения двигателя.
2. Изменением величины сопротивления, вводимого в цепь якорной обмотки.
3. Шунтированием якорной обмотки двигателя.

1) В двигателях с параллельным возбуждением изменение магнитного потока Ф осуществляется регулировочным реостатом РР, включенным в цепь возбуждения (рис. 57а). Изменение сопротивления регулировочного реостата РР приводит к изменению магнитного потока Ф. В соответствии с формулой (260) увеличение магнитного потока снижает скорость вращения двигателя, а уменьшение – увеличивает её.

Соотношения скоростей вращения при этом способе регулирования скорости определяют по формуле:

n₂ = n₁* (Ф₁ / Ф₂),

Где n₁ и n₂ – скорости вращения при магнитном потоке Ф₁ и Ф₂. В двигателях с последовательным возбуждением для изменения магнитного потока применяют реостат Р, включённый параллельно обмотке возбуждения (рис. 57б): чем меньше сопротивление реостата Р, тем выше скорость вращения двигателя и наоборот.

Рассмотренный способ регулирования скорости является весьма экономичным, так как процесс регулирования ведётся в маломощной цепи возбуждения, где потери энергии в сопротивлениях невелики. Кроме того, этот способ позволяет в небольших пределах плавно регулировать скорость.

2) Второй способ регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока как с параллельным, так и с последовательным возбуждением осуществляется включением в цепь якоря дополнительного сопротивления r_д (рис. 57в), что уменьшает напряжение U на якоре и, следовательно, влечёт за собой уменьшение скорости вращения двигателя. Данный способ позволяет регулировать скорость вращения только в меньшую сторону от номинальной. Он весьма неэкономичен, так как сопровождается значительными потерями в сопротивлении r_д.

3) Третий способ регулирования скорости вращения заключается в изменении величины сопротивления R, включённого параллельно якорной обмотке двигателя (рис. 57г). Скорость вращения двигателя с параллельным и последовательным возбуждением в этом случае зависит от соотношения сопротивлений R и R₁ и определяется равенством:

n = n₀ * (R / (R₁ + R)), (261)

где n₀ – скорость вращения при холостом ходе.

Этот способ регулирования позволяет более стабильно поддерживать скорость вращения двигателя при колебаниях вращающего момента. Однако он, как второй способ, весьма неэкономичен вследствие значительных потерь в шунтирующем сопротивлении R.