ДВИГАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Обмотка возбуждения этого двигателя соединена последовательно с обмоткой якоря (рис. 7.15.1),

Рис. 7.15.1

поэтому ток якоря является одновременно и током возбуждения. Следовательно, магнитный поток Ф в этом двигателе зависит от тока якоря /я, который можно также назвать током нагрузки.

При малых нагрузках на двигатель магнитная цепь машины не достигает состояния насыщения и магнитный поток пропорционален току якоря:

В этом случае вращающий момент двигателя будет определяться выражением

т.е. вращающий момент пропорционален квадрату тока.

При больших нагрузках магнитная цепь достигает состояния насыщения и с ростом тока якоря магнитный поток почти не изменяется, а зависимость вращающего момента от тока якоря становится линейной.

Рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения представлены на рисунке 7.15.2.

Рис. 7.15.2

Вначале вращающий момент с ростом тока двигателя возрастает по параболическому закону, а когда магнитная цепь машины достигает состояния насыщения, эта зависимость становится линейной, как и у двигателя параллельного возбуждения. Применительно к двигателю последовательного возбуждения уравнение скорости (7.13.2) целесообразно записать в следующем виде:

где /,(/?, + Кш) — падение напряжения в двигателе на сопротивлении якоря и обмотке возбуждения — весьма мало по сравнению с напряжением сети U. Поэтому можно считать, что частота вращения якоря обратно пропорциональна магнитному потоку, или току, якоря. Следовательно, если магнитная цепь двигателя не достигла состояния насыщения, то частота вращения якоря уменьшается почти по гиперболическому закону. По мере приближения магнитной цепи к состоянию насыщения уменьшение частоты вращения с ростом нагрузки замедляется и при больших нагрузках эта зависимость становится почти линейной, подобно двигателю параллельного возбуждения (см. рис. 7.15.2).

Характерной особенностью двигателя последовательного возбуждения является резкое уменьшение частоты вращения якоря при увеличении нагрузки. Очевидно, что при уменьшении нагрузки частота вращения будет резко возрастать и может достигнуть значений, опасных для механической прочности двигателя. Поэтому пуск двигателя на холостом ходу или его работа при нагрузке меньше 25% от номинальной недопустимы. С целью исключения аварийной ситуации запрещается двигатель последовательного возбуждения соединять с различными механизмами ременными передачами, так как всегда возможны его обрыв или соскакивание со шкива.

Для ограничения пускового тока этот двигатель также снабжается пусковым реостатом ПР (см. рис. 7.15.1), который в момент пуска полностью вводится в цепь якоря и обмотки возбуждения. По мере нарастания частоты вращения якоря и противодействующей ЭДС реостат постепенно выводится.

Если сравнить характеристики моментов двигателей параллельного (7) и последовательного (2) возбуждения, которые имеют одинаковое значение номинальной мощности, одинаковое число оборотов при нормальной нагрузке и рассчитаны на одинаковое напряжение (рис. 7.15.3), то при пусковом токе, равном /п, двигатель последовательного возбуждения разовьет больший момент (М2), чем двигатель параллельного возбуждения (Л/,). Следовательно, он легче возьмет с места, т.е. создаст большие ускорения. Поэтому двигатели последовательного возбуждения применяются в качестве тяговых на транспорте и в крановых механизмах, где требуется создание больших ускорений при разгоне. Регулирование скорости вращения двигателя возможно производить путем изменения напряжения на зажимах двигателя либо путем изменения магнитного потока возбуждения. Изменение магнитного потока

Рис. 7.15.3

осуществляется реостатом, включаемым параллельно обмотке возбуждения (рис. 7.15.4).

Рис. 7.15.4

Возможно применять и шунтирование обмотки якоря. Эго ведет к увеличению магнитного потока. Изменения же напряжения на зажимах двигателя можно добиться как реостатным, так и безреостат- ным способами. В первом случае (см. рис. 7.15.1) последовательно с двигателем включают регулировочный реостат (который рассчитан на длительную работу в отличие от пускового реостата), а во втором случае применяют последовательное соединение двигателей, например в локомотивах (моторных вагонах) — там несколько двигателей, каждый из которых установлен у ведущей колесной пары.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >