Независимое возбуждение двигателя реферат

Системы независимого возбуждения

Главная > Реферат >Коммуникации и связь

Бесщеточные системы возбуждения турбогенераторов

Основное преимущество бесщеточных систем возбуждения состоит в исключении щеток и контактных колец. Применение вращающегося выпрямительного блока открывает возможности соз­дания наиболее компактной возбудительной системы.

Идея создания бесщеточной синхронной машины была впервые высказана О. Ирион в 1927 г. [135, 136]. В 30—40-х годах Е. Г. Комар [137] и Е. А. Ватсон [138] предложили дальнейшее развитие этой идеи. В последующем проводились интенсивные исследования в области бесщеточных систем возбуждения синхронных машин в СССР и за рубежом [139].

В 50-х годах специалисты фирмы «Вестингауз» (США) провели разработки, на основе которых был создан бесщеточный возбудитель для турбогенератора мощностью 50 МВА, 3600 об/мин [141, 142]. Обращенный трехфазный вспомогательный генератор мощностью 180 кВт с частотой 420 Гц имеет собственные подшипники и подвозбудитель с постоянными магнитами в консольном исполнении. Вращающийся выпрямительный блок выполнен по мостовой трехфазной системе, с двумя последовательными диодами и тремя параллельными ветвями в каждом плече. Номинальное напряжение и ток возбуждения 250 В и 720 А. Защита кремниевых диодов осуществляется кварцевыми предохранителями с серебряной вставкой. Предохранители имеют указатели их целости. АРВ и бесщеточный возбудитель обеспечивают точность поддержания напряжения турбогенератора Регулирование достигается за счет изменения тока возбуждения неподвижного индуктора. Бесщеточная система возбуждения успешно эксплуатируется до настоящего времени.

В дальнейшем фирма «Вестингауз» перешла к широкому использованию бесщеточных возбудителей для турбогенераторов. Уже в 1965 г. эксплуатировалось более 30 таких возбудителей. В дальнейшем практически все возбудительные системы вплоть до мощности 3500 и 4400 кВт и более выпускаются в бесщеточном исполнении [143].

Опыт фирмы «Вестингауз» был использован фирмой «Сименс» (ФРГ), а позднее вновь созданной фирмой «Крафтверкунион» (ФРГ), которая перешла к серийному изготовлению бесщеточных возбудителей на турбогенераторах мощностью 200, 400 [144] и 750 МВА. В частности, самые крупные в мире турбогенераторы 4-полюсного типа, 1500 об/мин, мощностью 1500—1600 МВА выпускаются этой фирмой с бесщеточными возбудителями. В последнем случае в одной ветви трехфазной мостовой схемы используются 40 параллельных кремниевых диодов на 200 А и обратное напряжение 2500 В. Номинальный ток возбудителя равен 12 000 А. Предохранители с плавкой вставкой (один предохранитель на два диода) рассчитаны на ток 800 А и напряжение 750 В. Подвозбудитель 400 Гц с постоянными магнитами мощностью 120 кВА в режиме форсирования работает с мощностью 160-170 кВА. Передача тока от вращающегося выпрямительного блока к обмотке ротора турбогенератора осуществляется, как и фирмой «Вестингауз», через муфту с пружинящими серебряными контактами (пальцы-гнезда), что обеспечивает надежный контакт в условиях неизбежной вибрации валопровода. На основе расчетов вибрационного состояния валопровода было найдено, что наилучшим решением является выполнение возбудителя с одним подшипником на конце валопровода. Второй опорой возбудителя служит подшипник главного генератора.

Фирма «Жемон-Шнейдер» (Франция) в 1968 г. изготовила первый бесщеточный возбудитель для турбогенератора мощностью 600 МВт, 3000 об/мин. Вращающийся выпрямитель этого возбудителя выполнен по трехфазной мостовой схеме. Каждое плечо выпрямителя состоит из 12 параллельных цепей, образованных двумя последовательно соединенными вентилями и плавкими предохранителями. Полное число кремниевых диодов равно 144, а число предохранителей — 72. Имеется стробоскопическое устройство для наблюдения за целостностью предохранителей. Система возбуждения имеет следующие показатели: в номинальном режиме напряжение 475 В, ток 3300 А; в режиме форсирования длительностью 10 с напряжение 760 В, ток 5280 А.

Энергетическое управление Англии проявляет большой интерес к бесщеточным системам возбуждения турбогенераторов. Поэтому обе крупные электротехнические фирмы «Парсонс» и «Дженерал Электрик» занимаются разработкой, изготовлением и внедрением таких систем для мощных блоков 500 и 660 МВт, 3000 об/мин [145, 146]. В связи с накопленным положительным опытом в эксплуатации первых установок упомянутое управление начиная с 1969 г. заказывает турбогенераторы мощностью 660 МВт только с бесщеточным возбудителем.

В качестве примера технических показателей вращающихся выпрямительных блоков можно привести данные для бесщеточного возбудителя турбогенератора 660 МВт, разработанного фирмой «Дженерал Электрик» (Англия) в 1969 г. Общее число кремниевых диодов (в каждой ветви по одному диоду) равно 54; они имеют следующие параметры: средний ток 250 А, обратное напряжение 3000 В. Возбудитель в целом удовлетворительно работает в длительном режиме при токе 4450 А и напряжении 550 В, а также в режиме форсирования при токе 6150 А и напряжении 760 В. Таким образом, в длительном режиме каждый диод будет иметь средний ток 165 А при напряжении 550 В.

Следует обратить внимание на ряд оригинальных решений, используемых фирмой «Парсонс» в бесщеточных возбудителях [131].

Измерение тока возбуждения с помощью кольца, к одной точке которого подводится ток возбуждения турбогенератора, а от второй точки, смещенной на 180 эл. град, по отношению к первой, ток отводится. При таком прохождении тока по кольцу исключается намагничивание вала. Ток, протекающий по кольцу, создает магнитный поток, который измеряется датчиком Холла.

Измерение напряжения возбуждения производится с помощью вращающегося радиопередатчика и неподвижных приемника и регистрирующего прибора.

Температура обмотки ротора вычисляется цифровым устройством на основе измерений напряжения и тока возбуждения.

Целостность предохранителей выявляется неоновой лампочкой, включаемой параллельно предохранителю. Свет лампочки воспринимается неподвижным фотоэлементом.

Измерение напряжения, приложенного к изоляции обмотки возбуждения, по отношению к потенциалу земли производится, как и измерение напряжения возбуждения, с помощью радиопередатчика и приемника. При недопустимом снижении уровня изоляции срабатывает сигнализация.

Ряд интересных работ в области бесщеточных возбудителей был выполнен в Японии [147, 148], Швейцарии [149] и Бельгии [150].

Разработка и создание бесщеточных возбудителей для мощных турбогенераторов в нашей стране ведутся в двух направлениях отличающихся схемным и конструктивным исполнением синхронного генератора-возбудителя. Одно из них, принятое ЛПЭО «Электросила» и ВНИИэлектромаш, основывается на использовании трехфазного возбудителя с синусоидальной формой эдс обмотки якоря генератора; другое, принятое ПО «Электротяжмаш», — на применении многофазного возбудителя с трапецеидальной формой кривой эдс обмотки якоря.

Бесщеточная система возбуждения ЛПЭО «Электросила» — ВНИИэлектромаш впервые была применена для турбогенераторов типа ТВВ-320-2 с целью накопления опыта проектирования и эксплуатации бесщеточных возбудителей.

Сначала был создан и испытан на стенде завода опытный вращающийся выпрямительный блок с тремя контактными кольцами для подвода трехфазного питания и двумя контактными кольцами для выпрямленного тока. Далее изготовили и испытали на заводском стенде бесщёточную систему возбуждения, которая позднее была установлена, испытана и введена в эксплуатацию на Киришской ГРЭС на блоке мощностью 300 МВт.

Опытно-промышленный образец бесщеточной системы возбуждения турбогенератора ТВВ-320-2 пущен в эксплуатацию на Киришской ГРЭС в 1972 г. Затем после некоторой модернизации такие бесщеточные возбудители были установлены в 1974 г. на Рязанской и Литовской ГРЭС. Бесщеточный возбудитель турбогенератора ТВВ-320-2 явился базовой конструкцией для более мощных бесщеточных возбудителей. На нем проверены основные схемные и конструктивные решения, которые широко использованы при создании бесщеточных возбудителей для турбогенераторов мощностью 500, 1000 и 1200 МВт.

В качестве возбудителя выбран трехфазный синхронный генератор обращенного исполнения, у которого якорная обмотка вращается, а индукторная неподвижна. При разработке было рассмотрено несколько вариантов исполнения синхронного генератора с разными частотами. Наиболее приемлемым как по затратам активных материалов, так и по параметрам оказался генератор частотой 150 Гц.

Все элементы вращающегося выпрямителя размещены на двух токоведущих колесах из магнитной стали, причем одно из них имеет положительную, второе — отрицательную полярность. Оба насажены с натягом горячей посадкой на изолированную втулку п отделены друг от друга в аксиальном направлении воздушным промежутком. Втулка с колесами насаживается на вал с натягом прессовой посадкой.

В ободе каждого колеса имеется по 36 наклоненных к продольной оси радиальных отверстий, являющихся напорным элементом вентиляционной цепи вращающегося выпрямителя. 18 диодов прямой проводимости располагаются на кольцевом силуминовом радиаторе одного колеса, а 18 диодов обратной проводимости размещаются на таком же радиаторе другого колеса. Силуминовые радиаторы в виде кольца, имеющего 180 вентиляционных аксиальных отверстий прямоугольного сечения (по 10 отверстий на каждый диод), запрессовываются в вентильные колеса. Диоды крепятся к радиаторам винтами.

Переменный ток от обмотки якоря синхронного генератора подводится по шинам токоподвода через предохранители, которые располагаются на уступах вентильных колес против каждого из диодов. Предохранители изолированы от вентильных колес текстолитовыми прокладками. Изолированные шпильки токоподвода переменного тока располагаются аксиально в вентильных колесах. Постоянный ток отводится от вентильных колес по шинам токоподвода постоянного тока и токоведущим болтам, которые соединяются со стержнями токоподвода, расположенными в осевом отверстии вала.

Вращающийся выпрямитель располагается в разъемном корпусе, имеющем внутренние щитки и воздухоразделительные перегородки. При вращении охлаждающий воздух прогоняется через воздухоохладители, расположенные в фундаментной плите, засасывается в радиаторы и снимает тепловые потери. Использование вентильных колес в качестве токоведущих элементов и вентилятора, а также рациональное размещение диодов и предохранителей на вентильных колесах дали возможность получить компактную конструкцию вращающегося выпрямителя с минимальным количеством токоведущих перемычек и изоляции.

Источник

Двигатели постоянного тока

Классификация и свойства двигателей постоянного тока как генераторов, способы питания обмотки возбуждения. Обратимость электрической машины. Характеристика двигателей с параллельным, последовательным, смешанным возбуждением; преимущества и недостатки.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	21.06.2012
Размер файла	93,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Классификация двигателей. Свойства двигателей постоянного тока как генераторов в основном определяются способом питания обмотки возбуждения. В связи с этим различают двигатели с параллельным, независимым, последовательным и смешанным возбуждением. Схемы включения двигателей отличаются от схем включения соответствующих генераторов только наличием пускового реостата, который вводится для ограничения тока при пуске.

Обратимость электрической машины. Машина постоянного тока с независимым или параллельным возбуждением, подключенная к сети с постоянным напряжением, может работать как в генераторном, так и в двигательном режиме и переходить из одного режима работы в другой.

Если Е > U, то ток I_а совпадает по направлению с ЭДС Е, и машина работает в генераторном режиме. При этом электромагнитный момент М противоположен направлению вращения п, т.е. является тормозным. Уравнение для генераторного режима имеет вид

При I_a I_ном скоростная характеристика становится линейной, так как частота вращения

При I_a > I_ном моментная характеристика линейная, так как

Рис. 5. Механические и рабочие характеристики двигателя с последовательным возбуждением

Включая в цепь якоря пусковые реостаты с сопротивлениями R_п1, R_п2 и R_п3 кроме естественной характеристики 1 можно получить семейство реостатных характеристик 2, 3 и 4, причем, чем больше R_п, тем ниже располагается характеристика.

Рабочие характеристики двигателя с последовательным возбуждением приведены на рис. Зависимости n = f(Р₂) М = f(Р₂) являются нелинейными; зависимости P₁ = f(Р₂), I_а = f(Р₂)и з = f(Р₂) имеют примерно такой же характер, как и у двигателя с параллельным возбуждением.

Из рассмотрения рис., следует, что механические характеристики рассматриваемого двигателя (естественная и реостатные) являются мягкими и имеют гиперболический характер. При малых нагрузках частота вращения и резко возрастает и может превысить максимально допустимое значение (двигатель идет в «разнос»). Поэтому такие двигатели нельзя применять для привода механизмов, работающих в режиме холостого хода или при небольшой нагрузке (различные станки, транспортеры и пр.). Обычно минимально допустимая нагрузка составляет (0,2 ч 0,25) I_ном; только двигатели малой мощности (десятки ватт) используют для работы в устройствах, где возможен холостой ход. Чтобы предотвратить возможность работы двигателя без нагрузки, его соединяют с приводным механизмом жестко (зубчатой передачей или глухой муфтой); применение ременной передачи или фрикционной муфты для включения недопустимо.

Несмотря на указанный недостаток, двигатели с последовательным возбуждением широко применяют в различных электрических приводах, особенно там, где имеется изменение нагрузочного момента в широких пределах и тяжелые условия пуска (грузоподъемные и поворотные механизмы, тяговый привод и пр.). Это объясняется тем, что мягкая характеристика рассматриваемого двигателя более благоприятна для указанных условий работы, чем жесткая характеристика двигателя с параллельным возбуждением. При жесткой характеристике частота вращения п почти не зависит от момента М, поэтому мощность

При мягкой характеристике двигателя с последовательным возбуждением частота вращения и обратно пропорциональна vМ, вследствие чего

Поэтому при изменении нагрузочного момента в широких пределах мощность Р₂, а следовательно, мощность Р₁ и ток I_а у двигателей с последовательным возбуждением изменяются в меньших пределах, чем у двигателей с параллельным возбуждением; кроме того, они лучше переносят перегрузки. Например, при заданной кратности перегрузки по моменту

а у двигателя с параллельным возбуждением

Указанные преимущества двигателей с последовательным возбуждением наиболее четко проявляются в простых приводах, не имеющих систем автоматического управления. При наличии таких систем предпочтение всегда отдается двигателям с параллельным или независимым возбуждением, у. которых с помощью регуляторов тока возбуждения можно получить требуемую форму механической характеристики, например гиперболическую.

Рис. 6. Схема двигателя со смешанным возбуждением и его механические характеристики

Одним из достоинств двигателя со смешанным возбуждением является то, что он, обладая мягкой механической характеристикой, может работать при холостом ходе, так как его частота вращения n имеет конечное значение.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Принцип работы и устройство генераторов постоянного тока. Электродвижущая сила и электромагнитный момент генератора постоянного тока. Способы возбуждения генераторов постоянного тока. Особенности и характеристика двигателей различных видов возбуждения.

реферат [3,2 M], добавлен 12.11.2009

Принцип работы и устройство генератора постоянного тока. Типы обмоток якоря. Способы возбуждения генераторов постоянного тока. Обратимость машин постоянного тока. Двигатель параллельного, независимого, последовательного и смешанного возбуждения.

реферат [3,6 M], добавлен 17.12.2009

Принцип действия генератора постоянного тока. Якорные обмотки и процесс возбуждения машин постоянного тока. Обмотка с «мертвой» секцией. Пример выполнения простой петлевой и волновой обмотки. Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением.

презентация [4,9 M], добавлен 09.11.2013

Изучение механических характеристик электродвигателей постоянного тока с параллельным, независимым и последовательным возбуждением. Тормозные режимы. Электродвигатель переменного тока с фазным ротором. Изучение схем пуска двигателей, функции времени.

лабораторная работа [1,3 M], добавлен 23.10.2009

История открытия и создания двигателей постоянного тока. Принцип действия современных электродвигателей. Преимущества и недостатки двигателей постоянного тока. Регулирование при помощи изменения напряжения. Основные линейные характеристики двигателя.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.01.2018

Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока посредством изменения потока возбуждения. Максимально-токовая защита электропривода. Скоростные характеристики двигателя. Схемы силовых цепей двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей.

курсовая работа [2,5 M], добавлен 30.03.2014

Электромагнитная мощность генератора постоянного тока, выбор числа пар полюсов и коэффициента полюсной дуги. Расчет обмотки якоря и магнитной цепи, построение характеристики холостого хода. Определение магнитодвижущей силы возбуждения при нагрузке.

курсовая работа [2,6 M], добавлен 27.10.2011

Источник

Реферат: Двигатели постоянного тока

Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО Южно-Уральский государственный университет

Филиал в г. Златоусте

Двигатели постоянного тока

Выполнил: Шарипова Ю.Р.

2. Устройство и принцип действия двигателей постоянного тока

4. Технические данные двигателей

5. Кпд двигателей постоянного тока

6 Характеристики двигателя постоянного тока

6.1 Рабочие характеристики

6.2 Механическая характеристика

7. Список используемой литературы

Электрические машины постоянного тока широко применяются в различных отраслях промышленности.

Значительное распространение электродвигателей постоянного тока объясняется их ценными качествами: высокими пусковым, тормозным и перегрузочным моментами, сравнительно высоким быстродействием, что важно при реверсировании и торможении, возможностью широкого и плавного регулирования частоты вращения.

Электродвигатели постоянного тока используют для регулируемых приводов, например, для приводов различных станков и механизмов. Мощности этих электродвигателей достигают сотен киловатт. В связи с автоматизацией управления производственными процессами и механизмами расширяется область применения маломощных двигателей постоянного тока общего применения мощностью от единиц до сотен ватт.

В зависимости от схемы питания, обмотки возбуждения машины постоянного тока разделяются на несколько типов (с независимым, параллельным, последовательным и смешанным возбуждением).

Ежегодный выпуск машин постоянного тока в РФ значительно меньше выпуска машин переменного тока, что обусловлено дороговизной двигателей постоянного тока.

Вначале создавались машины постоянного тока. В дальнейшем они в значительной степени были вытеснены машинами переменного тока. Благодаря возможности плавного и экономичного регулирования скорости вращения двигатели постоянного тока сохраняют свое доминирующее значение на транспорте, для привода металлургических станков, в крановых и подъемно-транспортных механизмах. В системах автоматики машины постоянного тока широко используются в качестве исполнительных двигателей, двигателей для привода лентопротяжных самозаписывающих механизмов, в качестве тахогенераторов и электромашинных усилителей.

2. Устройство и принцип действия двигателей постоянного тока

На валу 10 двигателя закреплен цилиндрический магнитопровод 6, в пазах которого расположена обмотка якоря 7. Секции обмотки якоря присоединены к коллектору 9. К нему же прижимаются пружинами неподвижные щетки 8. Закрепленный на валу двигателя коллектор состоит из ряда изолированных от него и друг от друга медных пластин. С помощью коллектора, и щеток осуществляется соединение обмотки якоря с внешней электрической цепью. У двигателей они, кроме того, служат для преобразования постоянного по направлению тока внешней цепи в изменяющийся по направлению ток в проводниках обмотки якоря.

Дополнительные полюса с расположенной на них обмоткой уменьшают искрение между щетками и коллектором машины. Обмотку дополнительных полюсов соединяют последовательно с обмоткой якоря и на электрических схемах часто не изображают.

Для уменьшения потерь мощности магнитопровод якоря выполнен из отдельных стальных листов. Все обмотки изготовлены из изолированного провода. Кроме двигателей, имеющих два главных полюса, существуют машины постоянного тока с четырьмя и бόльшим количеством главных полюсов. При этом соответственно увеличивается количество дополнительных полюсов и комплектов щеток.

Если двигатель включен в сеть постоянного напряжения, то при взаимодействии магнитного поля, созданного обмоткой возбуждения, и тока в проводниках якоря возникает вращающий момент, действующий на якорь:

(1)

(2)

Если момент двигателя при n = 0 превышает тормозящий момент, которым нагружен двигатель, то якорь начнет вращаться. При увеличении частоты вращения n возрастает индуцируемая в якоре ЭДС. Это приводит к уменьшению тока якоря:

(3)

Следствием уменьшения тока I_Я является уменьшение момента двигателя. При равенстве моментов двигателя и нагрузки частота вращения перестает изменяться.

Направление момента двигателя и, следовательно, направление вращения якоря зависят от направления магнитного потока и тока в проводниках обмотки якоря. Чтобы изменить направление вращения двигателя, следует изменить направление тока якоря либо тока возбуждения.

3. Пуск двигателей

Так как сопротивление r_Я невелико, то ток якоря может в 10…30 раз превышать номинальный ток двигателя, что недопустимо, поскольку приведет к сильному искрению и разрушению коллектора. Кроме того, при таком токе возникает недопустимо большой момент двигателя, а при частых пусках возможен перегрев обмотки якоря.

Чтобы уменьшить пусковой ток в цепи якоря, включают пусковой резистор, сопротивление которого по мере увеличения частоты вращения двигателя уменьшают до нуля. Если пуск двигателя автоматизирован, то пусковой резистор выполняют из нескольких ступеней, которые выключают последовательно по мере увеличения частоты вращения.

Пусковой ток якоря

4.Технические данные двигателей

Под номинальным U_н понимают напряжение, на которое рассчитаны обмотка якоря и коллектор, а также в большинстве случаев и параллельная обмотка возбуждения. С учетом номинального напряжения выбирают электроизоляционные материалы двигателя.

Номинальный ток I_н – максимально допустимый ток (потребляемый из сети), при котором двигатель нагревается до наибольшей допустимой температуры, работая в том режиме (длительном, повторно-кратковременном, кратковременном), на который рассчитан:

где I_ян — ток якоря при номинальной нагрузке; I_вн – ток обмотки возбуждения при номинальном напряжении.

Следует отметить, что ток возбуждения I_вн двигателя параллельного возбуждения сравнительно мал, поэтому при номинальной нагрузке обычно принимают

где

Очевидно, что эти соотношения справедливы также и для номинального режима работы двигателя.

5. КПД двигателей постоянного тока

Коэффициент полезного действия является важнейшим показателем двигателей постоянного тока. Чем он больше, тем меньше мощность Р и ток I, потребляемые двигателем из сети при одной и той же механической мощности. В общем виде зависимостьть такова:

(9)

Потери мощности не зависят, и мало зависят от нагрузки двигателя.

6.Характеристики двигателей постоянного тока

6.1. Рабочие характеристики

Рабочими называются регулировочная, скоростная, моментная и к.п.д. характеристики.

Регулировочная характеристика

Регулировочная характеристика представляет зависимость скорости вращения П от тока Iв возбуждения в случае, если ток Iа якоря и напряжение U сети остаются неизменными, т. е. n=f(Iв) при Ia=const и U=const.

До тех пор, пока сталь магнитопривода машины не насыщена, поток Ф изменяется пропорционально току возбуждения Iв. В этом случае регулировочная характеристика является гиперболической. По мере насыщения при больших токах Iв характеристика приближается к линейной (рис. 2). При малых значениях тока Iв скорость вращения резко возрастает. Поэтому при обрыве цепи возбуждения двигателя (Iв = 0) с параллельным возбуждением скорость его вращения достигает недопустимых пределов, как говорят: «Двигатель идет вразнос». Исключение могут составлять микродвигатели, которые имеют относительно большой момент М0 холостого хода.

Рис. 2. Регулировочная характеристика двигателя

В двигателях последовательного возбуждения Iв = Iа. При малых нагрузках ток якоря Iа мал и скорость вращения может быть слишком большой, поэтому пуск и работа при малых нагрузках недопустимы. Микродвигатели так же, как и. в предыдущем случае, могут составлять исключение.

Скоростные характеристики.

Скоростные характеристики дают зависимость скорости вращения п от полезной мощности Р2 на валу двигателя в случае, если напряжение U сети и сопротивление rв регулировочного реостата цепи возбуждения остаются неизменными, т. е. n=f(P2), при U=const и rв = const.

Рис. 3. Скоростные характеристики

С возрастанием тока якоря при увеличении механической нагрузки двигателя параллельного возбуждения одновременно увеличивается падения напряжения в якоре и появляется реакция якоря, которая обычно действует размагничивающим образом. Первая причина стремится уменьшить скорость вращения двигателя, вторая — увеличить. Действие падения напряжения в якоре обычно оказывает большее влияние. Поэтому скоростная характеристика двигателя параллельного возбуждения имеет слегка падающий характер (кривая 1, рис. 3).

В двигателе последовательного возбуждения ток якоря является током возбуждения. В результате скоростная характеристика двигателя с последовательным возбуждением имеет характер, близкий к гиперболическому. При увеличении нагрузки по мере насыщения магнитной цепи характеристика приобретает более прямолинейный характер (кривая 3 на рис. 3).

В компаундном двигателе при согласном включении обмоток скоростная характеристика занимает промежуточное положение между характеристиками двигателя параллельного и последовательного возбуждения (кривая 2).

Моментные характеристики.

Моментные характеристики показывают, как изменяется момент М при изменении полезной мощности Р2 на валу двигателя, если напряжение U сети и сопротивление rв регулировочного реостата в цепи возбуждения остаются неизменными, т. е. М = f(P2), при U=const, rв=const.

Полезный момент на валу двигателя

Если скорость вращения двигателя параллельного возбуждения не изменялась бы с нагрузкой, то зависимость момента Ммех от полезной мощности графически представляла бы прямую линию, проходящую через начало координат. В действительности скорость вращения с увеличением нагрузки падает. Поэтому характеристика полезного момента несколько загибается кверху (кривая 2, рис. 4). При этом кривая электромагнитного момента М проходит выше кривой полезного момента Ммех на постоянную величину, равную моменту холостого хода М0 (кривая 1).

Рис. 4. Моментные характеристики

В двигателе последовательного возбуждения вид моментной характеристики приближается к параболическому, так как изменение момента от тока нагрузки происходит, по закону параболы, пока сталь не насыщена. По мере насыщения зависимость приобретает более прямолинейный характер (кривая 4). В компаундном двигателе моментная характеристика (кривая 3) занимает промежуточное положение между характеристиками двигателя параллельного и последовательного возбуждения.

Характеристика изменения коэффициента полезного действия.

Кривая зависимости к. п. д. от нагрузки имеет характерный для всех двигателей вид (рис 5). Кривая проходит через начало координат и быстро растет при увеличении полезной мощности до 1/4 номинальной. При мощности Р2, равной примерно 2/3 номинальной, к. п. д. обычно достигает максимального значения. При увеличении нагрузки до номинальной к. п. д. остается постоянным или незначительно падает.

Источник