Классификация и характеристики двигателей постоянного тока

В зависимости от способа включения обмотки возбуждения и обмотки якоря различают следующие типы двигателей постоянного тока:

1) параллельного возбуждения;

2) последовательного возбуждения;

3) смешанного возбуждения, в которых имеются две обмотки возбуждения: параллельная и последовательная. Двигатели постоянного тока оцениваются по совокупности следующих видов характеристик: пусковых, рабочих, регулировочных и механических.

Пусковые характеристики. Пусковые характеристики определяются следующими величинами:

а) пусковым током I_пуск, характеризуемым отношением I_пуск/I_ном;

б) пусковым моментом М_пуск, характеризуемым отношением М_пуск/М_ном;

в) плавностью пусковой операции;

г) временем пуска в ход t_пуск;

д) экономичностью операции, определяемой стоимостью пусковой аппаратуры.

В начальный момент пуска двигателя его якорь неподвижен, противо – э.д.с. в обмотке якоря равна нулю и ток в якоре двигателя I_я = U_с/R_я. Сопротивление цепи якоря невелико, поэтому пусковой ток превышает номинальный в 20 и более раз. Резкий скачок тока при пуске создает на валу двигателя большой пусковой момент, который может вызвать механические разрушения как самого двигателя, так и исполнительного механизма, привести к резкому падению напряжения в сети и вызвать интенсивное искрение под щетками.

Поэтому при пуске двигателя в ход для ограничения пускового тока применяют пусковые реостаты, включаемые последовательно в цепь якоря (рис. 6.4). По мере увеличения частоты вращения якоря противо - э.д. с. увеличивается, а ток якоря уменьшается, поэтому сопротивление реостата следует уменьшить так, чтобы в конце пуска оно было полностью выведено и чтобы пусковой ток превышал номинальный не более чем в два-три раза.

Рис. 6.4. Схема включения пускового реостата в цепь двигателя параллельного возбуждения

Рабочие характеристики. Под рабочими характеристиками понимают зависимости частоты вращения, вращающего момента и к.п.д. от полезной мощности на валу или от тока якоря п; М и = f(Р₂) или f(I_я) при U= U_ном = const и номинальном токе возбуждения. Частоту вращения п определяют из уравнения э.д.с. U_с=Е_я+I_яR_я = с_еnФ+I_яR_я, откуда n= (U_c - I_яR_я)/(с_еФ). Так как U_c = const, то форма частотной характеристики зависит только от падения на­пряжения I_ЯR_Я и изменения потока Ф.

Регулировочные характеристики. Эти характеристики определяют свойства двигателей при регулировании частоты вращения. К ним относятся:

а) пределы регулирования, определяемые отношением n_макс/n_мин

б) экономичность регулирования (первоначальные затраты ка оборудование и последующие эксплуатационные расходы);

в) характер регулирования — плавный или ступенчатый;

г) простота регулировочной аппаратуры и операций по регулированию частоты вращения. Двигатели постоянного тока обладают многообразными и гибкими регулировочными характеристиками и поэтому являются незаменимыми в установках с широко регулируемой частотой вращения. Механические характеристики. Для электропривода производственных механизмов важное значение имеют механические характеристики, представляющие собой зависимость n = f(M) при U_c = const и постоянном сопротивлении в цепи якоря (при условии, что регулирование тока в цепи возбуждения двигателя не производится).