Так же как и генераторы, двигатели классифицируются по типу возбуждения: с параллельным (шунтовые), последовательным (сериесные) и смешанным (компаундные) возбуждением.
При работе автомобили постоянного тока в двигательном режиме UE, исходя из этого
(4.22)
. (4.23)
В двигателе с параллельным возбуждением (рис. 4.13а) обмотка возбуждения подключена параллельно с обмоткой якоря к сети.
а) б)
Рис. 4.13. Схема двигателя с параллельным возбуждением (а) и его механические характеристики (б).
В случае, если пренебречь размагничивающим действием реакции якоря, то можно считать, что магнитный поток двигателя не зависит от тока нагрузки. В этом случае механическая черта двигателя ?=f(M) будет линейной.
(4.24)
где
— скорость вращения при холостом ходе;
— уменьшение скорости, обусловленное суммарным падением напряжения во всех сопротивлениях, включенных в цепь якоря двигателя.
Сумма сопротивлений ( ) определяет наклон скоростной ?=f(Ia) и механической ?=f(M) черт к оси абсцисс. При отсутствии в цепи якоря добавочного сопротивления rn указанные характеристики будут максимально твёрдыми. В этом случае они именуются естественными чертями. При включении добавочного сопротивления rn угол наклона этих черт возрастает, благодаря чего возможно взять семейство реостатных черт 2,3,4, соответствующих разным значениям rn (рис. 4.13б). Чем больше rn , тем больший угол наклона имеет реостатная черта, т. е. тем она мягче. Современные двигатели с параллельным возбуждением снабжаются маленькой последовательной обмоткой возбуждения, которая передает механической чёрте нужный угол наклона. НС данной обмотки при токе Iном образовывает до 10 % от НС параллельной обмотки.
Регулировочный реостат rр.в разрешает изменять ток возбуждения двигателя Iв и тем самым его магнитный поток. В соответствии с выражению ?=f(Ф) наряду с этим будет изменяться и скорость вращения двигателя. В цепь обмотки возбуждения никаких предохранителей и выключателей не устанавливают, т.к. при разрыве небольшой нагрузке и этой цепи на валу скорость двигателя быстро возрастает (он идет в «разнос»). Наряду с этим очень сильно возрастает ток якоря и появляется круговой пламя на коллекторе автомобили.
В двигателе с последовательным возбуждением (рис. 4.14а) ток возбуждения равен току якоря: Iв=Iа , исходя из этого магнитный поток Ф есть функцией тока нагрузки Iа. Темперамент данной функции изменяется в зависимости от величины нагрузки. При IaIном) можно считать, что Ф=const. В соответствии с этим изменяются и зависимости n=f(Ia), M=f(Ia) (рис. 4.14б).
а) б)
Рис.4.14. Схема двигателя с последовательным возбуждением (а) и зависимости его скорости и момента вращения от тока якоря (б).
; (4.25)
. (4.26)
Не считая естественных черт 1, возможно методом включения добавочных сопротивлений rn в цепь якоря взять семейство реостатных черт 2, 3, и 4. Чем больше величина rn, тем ниже находится черта.
При малых нагрузках скорость n быстро возрастает и может превышать максимально допустимое значение (двигатель идет в «разнос»). Исходя из этого такие двигатели нельзя применять для привода механизмов, трудящихся в режиме холостого хода и при маленькой нагрузке. В большинстве случаев минимально максимальный вес образовывает (0,2…0,25) Iном; лишь двигатели малой мощности (десятки ватт) применяют для работы при холостом ходе. Использование ременной передачи либо фрикционной муфты для включения недопустимо.
Двигатели с последовательным возбуждением используют в тех случаях, в то время, когда имеет место изменение нагрузочного момента в широких пределах и тяжелые условия труда.
При твёрдой характеристике скорость вращения n практически не зависит от момента М, исходя из этого мощность:
, (4.27)
где С4 – постоянная.
При мягкой характеристике двигателя n обратно пропорционально , благодаря чего:
, (4.28)
где — постоянная.
Исходя из этого при трансформации нагрузочного момента в широких пределах мощность Р2 , а, следовательно, мощность Р1 и ток Ia изменяются у двигателей с последовательным возбуждением в меньших пределах, чем у двигателя с параллельным возбуждением, помимо этого, они лучше переносят перегрузки.
В двигателе со смешанным возбуждением магнитный поток Ф создается в следствии совместного действия двух обмоток возбуждения — параллельной и последовательной. Исходя из этого его механическая черта находится между чертями двигателей с параллельным и последовательным возбуждением (рис. 4.15).
Преимуществом двигателя со смешанным возбуждением есть то, что он, владея мягкой механической чёртом, может действующий при холостом ходе, поскольку его скорость холостого хода на данный момент0 имеет конечное значение.
 |
Рис.4.15. Механические характеристики двигателя со смешанным возбуждением.