МДС с обмотки возбуждения должна действовать согласно с остаточным магнитным потоком;
Наличие остаточного магнитного потока в магнитной цепи машины;
,
если:
1) ea>iвRв → iв ↑,
2) ea<ibRв → iв ↓,
3) ea=iвR в → iв=const.
Iв
Таким образом, устойчивость режима самовозбуждения обеспечивается, если сопротивление цепи обмотки возбуждения меньше критического.
\Характеристика холостого хода будет такая же, как и у генератора независимого возбуждения.
Внешняя характеристика расположена ниже внешней характеристики генератора независимого возбуждения т.к. происходит дополнительное снижение напряжения, вызванное уменьшением тока возбуждения при уменьшении напряжения.
Iв = U / Rв
Ia = Iнг + Iв
Генератор может быть нагружен до некоторого максимального тока Iкр. При дальнейшем снижении сопротивления нагрузки генератор переходит в точку b, т.е. в режим короткого замыкания.
Регулировочная характеристика будет такая же, как и у генератора независимого возбуждения.
Достоинством генератора является малый ток короткого замыкания, который составляет 0,4…0,8 от номинального.
Этот генератор наиболее часто используется в промышленности.
36. Генератор постоянного тока смешанного возбуждения
В этом генераторе имеется две обмотки возбуждения: основная (параллельная) и вспомогательная (последовательная).
В генераторе смешанного возбуждения возможно согласное и встречное включение обмоток т.е. результирующий магнитный поток уменьшается или увеличивается при увеличении нагрузки.
Подбирая число витков последовательной обмотки возбуждения можно добиться, чтобы при номинальной нагрузке ΔU = 0, при этом максимальное ΔU составляет 2 – 3 %.
Встречное включение обмоток применяют в сварочных генераторах и других специальных машинах, где требуется ограничить ток к.з.
37. Двигатель постоянного тока независимого возбуждения
В этом двигателе ток возбуждения не зависит от тока якоря, т.е. магнитный поток двигателя не зависит от нагрузки. Следовательно, зависимости M=f(Ia) и n=f(Ia) (моментная и скоростная характеристики) будут линейные.
Поэтому механическая характеристика двигателя n=f(M) также будет линейная.
М=С0 Ф Iа,
Eа= C0 Фn,
,
,
При включении в цепь якоря добавочного сопротивления угол наклона механической характеристики увеличивается.
Из-за размагничивающего действия реакции якоря механическая характеристика будет отличаться от прямой и будет иметь участок с отрицательным наклоном. На этом участке двигатель не может работать устойчиво. Для устранения этого явления двигатель снабжают небольшой последовательной обмоткой возбуждения (стабилизационной обмоткой), включенной согласно с обмоткой параллельного возбуждения.
Зависимость скорости вращения двигателя от тока возбуждения n=f(Iв) называется регулировочной характеристикой.
В двигателе постоянного тока независимого возбуждения нельзя разрывать цепь обмотки возбуждения, т.к. при этом магнитный поток будет стремиться к нулю и, следовательно, скорость будет резко возрастать.
Поэтому в цепь возбуждения не включают предохранители.
Если обмотку возбуждения подключить параллельно якорю, то будет двигатель с параллельным возбуждением.
Механические и рабочие характеристики будут аналогичны характеристикам двигателя с независимым возбуждением.
38. Двигатели постоянного тока последовательного возбуждения
В этом двигателе ток возбуждения равен току якоря, поэтому магнитный поток будет зависеть от тока якоря.
При Ia<Iан магнитный поток будет пропорционален току якоря. При Ia>Iанмагнитный поток будет практически постоянным.
Поскольку , при малых токах якоря скоростная характеристика n=f(Ia) будет иметь вид гиперболы, а при токах больше номинального становится линейной.
Моментная характеристика M=f(Ia) (М=С0 Ф Iа) при малых токах якоря имеет вид параболы, а при больших становится линейной.
Механическая характеристика n=f(M) при малых токах описывается уравнением , где С1 и С2 – постоянные. При больших токах характеристика становится линейной.
Механические характеристики являются мягкими. При малых нагрузках частота вращения резко возрастает. Поэтому такие двигатели нельзя применять для механизмов, работающих в режиме холостого хода. Минимально допустимая нагрузка обычно составляет 25% от номинальной. Для предотвращения режима холостого хода вал жестко соединяют с рабочим механизмом муфтой или зубчатой передачей. Использование ременной передачи недопустимо.
Поскольку двигатели последовательного возбуждения развивают большой вращающий момент, пропорциональный квадрату тока якоря (что очень важно в тяжелых условиях пуска и при перегрузках), они широко применяются в качестве тяговых двигателей на транспорте и в подъемных установках.
39. Пуск двигателей постоянного тока
Существуют следующие виды пуска:
1. Прямой пуск
В этом случае двигатель включается на номинальные напряжения
, ,
Поскольку в момент пуска n = 0, а сопротивление обмотки якоря мало, то ток будет в 20-50 раз больше номинального.
Поэтому прямой пуск применяют для двигателей небольшой мощности.
2. Реостатный пуск
В цепь якоря включают добавочные сопротивления, которые по мере разгона шунтируются контакторами.
Добавочные сопротивления подбирают таким образом, чтобы ток в момент пуска в 1,5 – 2,5 раза превышал номинальный.
3. Пуск путем плавного повышения напряжения
Этот способ используется в системах Г-Д и в системах с управляемым выпрямителем.
Достоинством этого способа является плавность пуска, что положительно сказывается на механической части привода.
40. Регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока
1. Изменение напряжения питающей сети
Достоинства:
- плавность регулирования,
- широкий диапазон регулирования,
- жесткость механических характеристик,
- высокая экономичность.
Недостатки:
- сравнительно высокая стоимость.
2. Изменение сопротивления цепи якоря
Недостатком данного способа являются большие потери мощности в реостате и, как следствие, низкая экономичность.
3. Изменение магнитного потока (ослабление поля)
Применяется при регулировании скорости вверх от номинальной.
4. Для двигателей последовательного возбуждения применяют
,
,
,
, где С1 и С2 – постоянные. При больших токах характеристика становится линейной.
,
будет в 20-50 раз больше номинального.
