ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Схема электродвигателя с параллельным возбуждением показана на рис. 8-31. Перед замыканием рубильника необходимо убедиться, что ручка 1 пускового реостата 2 стоит на холостом контакте 0. Ручка реостата в цепи возбуждения (шунтового реостата — ШР) должна стоять в положении, при котором сопротивление реостата минимально (рис. 8-31), При замыкании рубильника и переводе ручки 1 на первый рабочий контакт, ток I, поступающий в электродвигатель, разделится на два тока—I_я, идущий в якорь через все секции пускового реостата r_р, и I_в, идущий по металлической дуге 3 в обмотку возбуждения.

Таким образом, I = I_я+I_в

Рис 8-31. Схема соединения двигателя с параллельным возбуждением.

где I _в ≈ (1-7)% I _н. После первого броска тока I _п ≈ (1,5—2,0) I_н, с увеличением скорости вращения ток якоря начинает уменьшаться и ручка пускового реостата 1 переводится на второй контакт. Ток опять, увеличившись броском, начинает уменьшаться и ручку реостата переводят на следующий контакт и т. д. Пуск

заканчивается, когда все сопротивление r_р выключено. Пусковое сопротивление r_р нельзя оставлять длительно под током, так как оно рассчитано на кратковременную работу.

Во время пуска желательно, чтобы ток I уменьшался быстрее, а для этого должна быстрее нарастать противо-э, д. с. Поэтому при пуске обязательно создают наибольший магнитный поток Ф, устанавливая I_в = I_{в. макс.}  Это необходимо также и потому, что электродвигатель при пуске

должен развивать большой вращающий момент, который, каK известно, пропорционален магнитному потоку. Для отключения электродвигателя сначала переводят ручку пускового реостата на нулевой контакт, а затем размыкают рубильник. При этом исключается подгорание контактов рубильника. Схема соединения двигателя должна быть такой, при которой исключена возможность размыкания цепи обмотки возбуждения (рис. 8-31). Для удобства монтажа зажимы пускового реостата обозначают буквами: Л — для присоединения к питающей линии; Я — к якорю и М — к обмотке возбуждения. Характеристики электродвигателей представляют главным образом графики изменения механических свойств машины.

Скоростной характеристикой называется зависимость скорости вращения п от тока I при постоянных напряжении U и токе возбуждения I_в, т. е.

n = f(I)

при U = const и I_в = const. Она представлена на рис. 8-32 кривой 1. При холостом ходе, когда I_х < 10% I_в, скорость наибольшая, так как I_хr_я ≈ 0:

n_x = (1/c_Е)((U- I_хr_я )/Ф) ≈ (1/c_Е)(U/Ф)

Рис. 8-32 Скоростная характеристика двигателя с параллельным возбуждением.

С увеличением нагрузки на валу растет Ir_я и скорость должна уменьшаться. В то же время реакция якоря уменьшает магнитный поток Ф, вследствие чего скорость должна возрастать. В существующих электродвигателях увеличение падения напряжения влияет на скорость сильнее и она с увеличением нагрузки на валу всегда падает, хотя и незначительно (5—10)% n_н, так как I_нr_я не превышает 10% U_н. Такая характеристика скорости называется жесткой.

При I_в = const магнитный поток уменьшается очень мало, и поэтому можно считать Ф ≈ const. Тогда вращающий момент электродвигателя

 М=с_мIФ≈(с_мФ)I

пропорционален току I. Поэтому, изменив масштаб по оси абсцисс на рис. 8-32, получают механическую характеристику электродвигателя, т. е.

n = f(M)

при U = const и I_в = const.

Рис. 8-33. Рабочие характеристики двигателя с параллельным возбуждением.

Рабочие характеристики, даваемые обычно во всех каталогах и описаниях электродвигателя, особенно ценны для эксплуатации и представляют собою зависимость

n, M, I, η = f(P₂)

при U = const и I_в — const, где η — к.п.д. машины, а P₂ — полезная мощность на валу (рис. 8-33).

Развиваемая на валу (полезная) мощность электродвигателя

P₂ = (М • 2πn)/60

а вращающий момент

M = (P₂ • 60)/2πn

Зависимость М — f(P₂) при постоянной скорости вращения была бы прямой линией (M≡P₂). проходящей через начало координат. Однако с увеличением P₂ скорость несколько уменьшается и момент растет быстрее, чем по прямой линии. Ток I также почти пропорционален мощности на валу P₂, так как при постоянном напряжении он пропорционален потребляемой мощности P₁ = UI, а потери электродвигателя (P₁ — Р₂)малы. При холостом ходе, когда P₂ = 0, ток I_x не равен нулю и кривая не проходит через начало координат.

Электродвигатель c параллельным возбуждением является лучшим из регулируемых электродвигателей. Он позволяет плавно и экономично регулировать скорость вращения. Регулирование производится в большинстве случаев изменением тока возбуждения. Причины этого в следующем; вращающий момент электродвигателя M = С_мIФ при неизменном потоке Ф пропорционален току I. Ток в свою очередь определяется отношением

I = (U — E)/r_я

т. е, разностью U — Е, которая не превышает (6—10)% U_н Предположим, что U_н = 100%, Е = 95% U_н и (U — E) = 5% U_н

Если уменьшить ток возбуждения на 5%, то приблизительно на 5% уменьшится магнитный поток и э. д. с. Тогда разность U— Е увеличится до величины, почти 10% U_н а ток возрастет, почти в 2 раза. Отсюда ясно, что вращающий момент электродвигателя возрастет и скорость увеличится. Этот способ очень экономичен ввиду того, что I_в ≈ (1— 7)% I_н и потери энергии при регулировании I²_вr_в малы.

Регулировать скорость вращения можно и включением добавочного сопротивления последовательно с якорем. Однако этот способ очень не экономичен и применяется редко. В специальных устройствах регулирование скорости производится изменением и тока возбуждения и напряжения на зажимах якоря.

Электродвигатели с параллельным возбуждением применяются там, где нужна практически постоянная скорость при разных нагрузках или где требуется регулирование скорости до 1 : 1,5, а в специальном исполнении —до 1 : 8.

 

Статья на тему Электродвигатель с параллельным возбуждением

• ← Предыдущая
• Следующая →
• Главная Электротехника