Общая электротехника Однофазный переменный ток Трехфазные цепи Машины постоянного и переменного тока Трансформаторы и выпрямители Электроника Теория электросвязи Анализ электрических цепей Мощность трехфазной цепи

Примеры выполнения курсовых работ по электротехнике и электронике

Характеристики двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением

 


буждения протекает ток. Так как обмотка якоря соединена последовательно с обмоткой возбуждения, то

I=Iя=Iв.  (207)

В отличие от двигателей с параллельным возбуждением магнитный поток двигателя с последовательным возбуждением зависит от тока якоря.

Зависимость магнитного потока Ф от тока в обмотке возбуждения является нелинейной (рис. 89).

Для двигателя с последовательным возбуждением

>Iя=Iв. (208)

Поэтому магнитный поток Ф является некоторой функцией тока якоря Iя. Характер этой функции изменяется в зависимости от нагрузки на валу двигателя.

Двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением рассчитаны на работу с номинальной нагрузкой в насыщенной области характеристики намагничивания.

Двигатели, работающие в ненасыщенной области характеристики, имеют повышенные габариты.

Так как обмотка якоря двигателя с последовательным возбуждением включена по-

   


следовательно с обмоткой возбуждения, то уравнение электрического состояния двигателя будет иметь вид

U=E+Iя(Rя+Rв).  (209)

Из уравнения (192) с учетом (209)

.  (210)

Это уравнение является уравнением скоростной характеристики двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

На рис. 90 показан график скоростной характеристики n=f3(Iя).

В отличие от двигателя с параллельным возбуждением у двигателя с последовательным возбуждением магнитный поток не является величиной постоянной.

Из уравнения (188)

.  (211)

Произведем подстановку из уравнений (211) и (203) в уравнение (210):

.  (212)

Уравнение (212) является уравнением механической характеристики двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. На рис. 91 представлен график этой характеристики.

Из графика видно, что механическая характеристика двигателя с последовательным возбуждением является «мягкой». При малых нагрузках частота вращения n резко возрастает (двигатель идет «вразнос»). Поэтому эти двигатели без нагрузки на валу включать нельзя.

Несмотря на этот недостаток, такие двигатели применяются в электроприводах с тяжелыми условиями пуска, работающих при изменениях нагрузочного момента в широких

   

пределах. В этом случае выбирается режим работы, при котором величина магнитного потока близка к значению насыщения.

 


ной

.  (214)

Для построения искусственных механических характеристик двигателя с последовательным возбуждением пользуются универсальными характеристиками n=f4(I)и M=f5(I), которые даются заводом-изготовителем на основании опытных данных для серии выпускаемых двигателей. За 100% в графиках данных характеристик взяты номинальные величины момента на валу двигателя, частоты вращения и тока.

  По мере разгона двигателя пусковое сопротивление ступенчато уменьшают. Графики механических характеристик двигателя при введении в цепь якоря и обмотки возбуждения добавочных сопротивлений представлены на рис. 93.

 


5.8. Регулирование частоты вращения двигателя

постоянного тока с последовательным возбуждением

Как и в двигателях с параллельным возбуждением, в двигателях с последовательным возбуждением применяется три способа регулирования частоты вращения:

-введением добавочного сопротивления в цепь якоря и обмотки возбуждения;

-изменением магнитного потока Ф;

-изменением подводимого напряжения.

При введении добавочных сопротивлений в цепь якоря и обмотки возбуждения (см. рис. 92) получаются искусственные механические характеристики. При одном и том же моменте большему значению добавочного сопротивления соответствует меньшее значение частоты вращения (см. рис. 93).

Недостатками такого способа регулирования, как и для двигателя с параллельным возбуждением, являются:

1) большие потери мощности в регулировочном сопротивлении;

2) регулирование частоты вращения ступенчатое, а не плавное;

3) уменьшение жесткости механических характеристик.

Более экономичным является регулирование частоты вращения изменением магнитного потока Ф. В этом случае регулировочным реостатом шунтируют обмотку возбуждения (рис. 94), вследствие чего ток обмотки возбуждения уменьшается и, следовательно, уменьшается магнитный поток, а частота вращения увеличивается (рис. 95).

Однако  верхний предел регулирования частоты вращения ограничен механической прочностью машины.

Регулирование частоты вращения изменением подводимого напряжения U возможно только путем снижения его величины. При уменьшении подводимого напряжения происходит уменьшение частоты вращения. Механические характеристики в этом случае имеют вид, представленный на рис. 96.

   


Преимущества цифровой обработки сигналов