ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Работа двигателя постоянного тока основана на взаимодействии тока, протекающего по обмотке якоря, с магнит­ным полем индуктора. Ток в якорную обмотку из сети поступает через щетки и коллектор. Магнитное поле в двига­теле создается при помощи обмотки возбуждения, расположенной на полюсах индуктора. У двигателя параллельного возбуждения эта обмотка включается параллельно якорной обмотке.

Частота вращения якоря двигателя постоянного тока зависит от приложенного напряжения U, тока якоря Iя и его сопротивления Rя , а также от магнитного потока Ф и конструктивной постоянной С_Е:

п = (U – I_я R_я ) / С_ЕФ , ( мин ^-1) . ( 1 )

Напряжение в сети обычно сохраняется постоянным и только при необходимости регулирования п в широком диапазоне применяют систему генератор - двигатель (Г-Д). Чаше частоту вращения якоря двигателя параллельного возбуждения регулируют изменением Ф или Iя . С этой целью в цепь обмотки возбуждения включают регулировоч­ный реостат Rвозб (рис.1), при помощи которого можно изменять величину тока возбуждения Iвозб и магнитный поток Ф. Ток якоря можно регулировать введением реостата в цепь якоря, но при этом потери энергии, выделяемой в реостате пропорционально Iя 2Rp , будут значительно больше, чем при регулировании п током возбужде­ния.

Из формулы (1) видно, что Iвозб и Ф двигателя параллельного возбуждения не зависит от тока якоря. При по­стоянном Ф изменение будет обусловлено

только изменением падения напряжения в якорной цепи, обладающей небольшим сопротивлением Rя . Поэтому при увеличении нагрузки на валу и

соответствующем нарастании тока якоря частота вращения снижается незначительно, т. е. данный двигатель обладает жесткой механической характеристикой.

Ток якоря при работе двигателя равен отношению

Iя = ( U – Е ) / Rя , ( 2 )

где Е – противо - э. д. с. двигателя.

В момент пуска, когда якорь двигателя еще не вращается, э.д.с. его равна нулю. В это время по якорю протека­ет наибольший, так называемый пусковой ток, который согласно уравнению (2) равен

Iпуск = U / ( Rя + Rnvcк ), ( 3 )

где Rnvcк - сопротивление пускового реостата, включаемого на время пуска последовательно с якорем (рис.1).

Вращающий момент двигателя постоянного тока пропорционален току якоря и магнитному потоку:

М = С_м I_я Ф, ( 4 )

Рис. 1

где См - коэффициент, зависящий от количества полюсов и параметров якорной обмотки.

Для ускорения процесса пуска двигателя необходимо увеличить его крутящий момент путем увеличения магнит­ного потока. С этой целью перед пуском двигателя сопротивление регулировочного реостата уменьшают до нуля. В этом случае ток возбуждения ограничивается только сопротивлением самой обмотки возбуждения.

Момент сопротивления на валу при испытании двигателя создается при помощи тормозного уст­ройства в виде генератора постоянного тока. Момент на валу машины определяется по мощности генератора

P2 ≈ 1,1 · UГ ·IГ ; ( Вт ) ( 5 )

М = 9,55 P2 / п2 , ( Нм) ( 6 )

Мощность, потребляемая двигателем из сети, вычисляется как произведение Р1 = Uс I (Вт). ( 7 )

Коэффициент полезного действия двигателя

η = Р2 : Р1 . ( 8 )

Механические свойства двигателя характеризуются так называемым процентным изменением частоты вращения

∆n = 100% ( по – п ) / по , ( 9 )

где по - частота вращения якоря при холостом ходе,

п - частота вращения якоря при нагрузке двигателя.

Как уже упоминалось выше, двигатель параллельного возбуждения имеет жесткую механическую характеристику, и, следовательно, в отличие от других типов двигателей постоянного тока работает с небольшим процентным измене­нием частоты вращения.