Двигатель параллельного возбуждения
Схема включения в сеть двигателя параллельного возбуждения показана на рис. 22, а. Характерной особенностью этого двигателя является то, что ток в обмотке возбуждения (ОВ) не зависит от тока нагрузки (тока якоря). Реостат в цепи возбуждения rрг служит для регулирования тока в обмотке возбуждения и магнитного потока главных полюсов.
Эксплуатационные свойства двигателя определяются его рабочими характеристиками, под которыми понимают зависимость частоты вращения n, тока I, полезного момента М2, вращающего момента М от мощности на валу двигателя Р2при U = const и Iв = const (рис. 22, б).
Для анализа зависимости n = f(P2), которую обычно называют скоростной характеристикой, обратимся к формуле (29.5), из которой видно, что при неизменном напряжении U на частоту вращения влияют два фактора: падение напряжения в цепи якоря IaSr поток возбуждения Ф. При увеличении нагрузки уменьшается числитель ( U – 1аSr), при этом вследствие реакции якоря уменьшается и знаменатель Ф. Обычно ослабление потока, вызванное реакцией якоря, невелико и первый фактор влияет на частоту вращения сильнее, чем второй. В итоге частота вращения двигателя с ростом нагрузки Р2уменьшается, а график n = f(P2) приобретает падающий вид с небольшой выпуклостью, обращенной к оси абсцисс. Если же реакция якоря в двигателе сопровождается более значительным ослаблением потока Ф, то частота вращения с увеличением нагрузки будет возрастать, как это показано штриховой кривой на рис. 22, б. Однако такая зависимость n = f(P2) является нежелательной, так как она, как правило, не удовлетворяет условию устойчивой работы двигателя: с ростом нагрузки на двигатель возрастает частота вращения, что ведет к дополнительному росту нагрузки и т. д., т. е. частота вращения n двигателя неограниченно увеличивается и двигатель идет «в разнос». Чтобы обеспечить характеристике частоты вращения форму падающей кривой, в некоторых двигателях параллельного возбуждения применяют легкую (с небольшим числом витков) последовательную обмотку возбуждения, которую называют стабилизирующей обмоткой. При включении этой обмотки согласованно с параллельной обмоткой возбуждения ее МДС компенсирует размагничивающее действие реакции якоря так, что поток Ф во всем диапазоне нагрузок остается практически неизменным.
Рис. 22. Схема двигателя параллельного возбуждения (а) и его рабочие характеристики (б)
Изменение частоты вращения двигателя при переходе от номинальной нагрузки к х.х., выраженное в процентах, называют номинальным изменением частоты вращения:
(29.8)
где n0 – частота вращения двигателя в режиме х.х.
Обычно для двигателей параллельного возбуждения Dnном = 2¸8%, поэтому характеристику частоты вращения двигателя параллельного возбуждения называют жесткой.
Зависимость полезного момента М2от нагрузки установлена формулой М2= 9,55Р2/п. При п = const график М2 =¦(P2)имел бы вид прямой. Однако с увеличением нагрузки частота вращения двигателя снижается, и поэтому зависимость М2 =¦(P2)криволинейна.
При n = const вращающий момент двигателя М = М0 + М2. Так как рабочие характеристики двигателя строят при условии Iв = const, что обеспечивает постоянство магнитных потерь в двигателе, то момент х.х. M0 = const. Поэтому график зависимости М =¦(P2)проходит параллельно кривой М2 =¦(P2). Если принять поток Ф = const, то график М2 =¦(P2)является в то же время выражением зависимости I =¦(P2), так как M = cмФIa.
Для получения аналитического выражения механической характеристики n = ¦(M) преобразуем выражение (29.5):
(29.9)
подставив в него из (25.24) значение тока якоря
Iа = М/(смФ), (29.10)
получим
(29.11)
где n0 – частота вращения в режиме х.х.; Dn – изменение частоты вращения, вызванное изменением нагрузки на валу двигателя.
Рис. 23. Механические характеристики двигателя параллельного возбуждения:
а – при введении в цепь якоря добавочного сопротивления;
б – при изменении основного магнитного потока;
в – при изменении напряжения в цепи якоря
Если пренебречь реакцией якоря, то (так как Iв = const) можно принять Ф = const. Тогда механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения представляет собой прямую линию, несколько наклоненную к оси абсцисс (рис. 23, а). Угол наклона механической характеристики тем больше, чем больше значение сопротивления, включенного в цепь якоря. Механическую характеристику двигателя при отсутствии дополнительного сопротивления в цепи якоря называют естественной (прямая 1). Механические характеристики двигателя, полученные при введении дополнительного сопротивления в цепь якоря, называют искусственными (прямые 2 и 3).
Вид механической характеристики зависит также и от значения основного магнитного потока Ф. Так, при уменьшении Ф увеличивается частота вращения х.х. п0и одновременно увеличивается Dn, т. е. увеличиваются оба слагаемых уравнения (29.11). Это приводит к резкому увеличению наклона механической характеристики, т. е. к уменьшению ее жесткости (рис. 23, б).
При изменении напряжения на якоре U меняется частота вращения п0,а Dn остается неизменной. В итоге жесткость механической характеристики (если пренебречь влиянием реакции якоря) не меняется (рис. 23, в), т. е. характеристики смещаются по высоте, оставаясь параллельными друг другу.
Дата добавления: 2016-10-18; просмотров: 2263;