Особенности работы тягового двигателя на пульсирующем токе

При питании двигателя постоянного тока пульсирующим током возникают осложнения: появляются дополнительные потери от пульсаций тока и ухудшение условий коммутации.

В машинах постоянного тока в коммутирующей секции наводится ЭДС самоиндукции, которую называют реактивной ЭДС е_р, а поле добавочных полюсов в этой же секции создаёт ЭДС вращения, которую называют коммутирующей ЭДС е_к. Эта ЭДС должна быть равна по величине и противоположна по направлению ЭДС е_р.

В двигателях пульсирующего тока кроме ЭДС е_р и е_к в коммутирующей секции наводятся ЭДС от переменных составляющих токов и потоков. Переменная составляющая тока якоря создает переменную реактивную ЭДС е_p, переменная составляющая магнитного потока добавочного полюса наводит переменную составляющую коммутирующей ЭДС е_k., а переменная составляющая магнитного потока главного полюса наводит трансформаторную ЭДС е_{t .} Все эти триЭДС (е_t, е_p, е_k) являются векторными величинами, и расположены друг относительно друга под разными углами (Рис.5).

Рис.5. Векторная диаграмма ЭДС в коммутирующей секции

В общем случае геометрическая сумма этих ЭДС не равна нулю, т.е. появляется несбалансированная ЭДС ∆е которая, ухудшает коммутацию.

Очевидно, чем меньше ∆еֹ, тем лучше коммутация. Векторы е_p и е_k для заданного режима работы зафиксированы относительно друг друга. Очевидно, чтобы уменьшить ∆еֹ нужно изменять вектор е_t по величине и направлению.

Для получения необходимой величины е_t обмотку возбуждения двигателя шунтируют постоянным резистором R_ш1 (Рис. 1), который оказывает большое сопротивление для постоянной составляющей и малое сопротивление для переменной составляющей тока обмотки возбуждения.

Для изменения направления вектора трансформаторной ЭДС е_t в цепь регулируемого шунтирования включают индуктивный шунт ИШ (Рис. 1). Индуктивный шунт ИШ представляет собой индуктивное сопротивление, состоящее из обмотки, внутри которой находится сердечник из электротехнической стали. Соответствующим выбором величин R_ш1 и индуктивности индуктивного шунта можно уменьшить величину ЭДС ∆еֹ до нуля, однако при этом потребуется большая индуктивность индуктивного шунта, что приведет к большому расходу меди и стали на изготовление шунта. Обычно величину ∆еֹ уменьшают до безопасной величины (0,5-0,6 В).