Изменением потока возбуждения

При этом способе регулирования полагают неизменными сопротивление и напряжение цепи якоря. Регулирование магнитного потока при этом осуществляется изменением тока возбуждения двигателя. В номинальном режиме, соответствующем естественной характеристике, магнитная цепь двигателя рассчитывается на работу почти с максимальным значением магнитного потока (на колене характеристики холостого хода), то увеличение тока возбуждения не приводит к заметному росту потока. Поэтому поток изменяют в сторону уменьшения от расчётного значения путём снижения тока возбуждения.

Уменьшение магнитного потока, как следует из формулы (3), приводит к увеличению частоты вращения, т.е. в этом случае осуществляется регулирование частоты вращения вверх от основного значения. Если не учитывать изменение магнитного потока из-за реакции якоря, то скоростные характеристики n =f(I_а) двигателей независимого и параллельного возбуждения (при U = const;

I_в = const) будут представлять собой прямые линии — сплошные на рис. 13а. С уменьшением магнитного потока увеличивается скорость идеального холостого хода л_0и. Все скоростные характе­ристики выходят из одной точки, соответствующей току короткого замыкания двигателя I_к= U/R_a. С учётом реакции якоря характеристики имеют вид показанный пунктирными линиями.

Механические характеристики n = f(M), приведены на рис. 13 б.

а                                                                                б

Рис.13- скоростные (а) и механические (б) характеристики двигателя независимого возбуждения при регулировании скорости изменением магнитного потока

Регулирование скорости двигателей последовательного и смешанного возбуждения проводится аналогично. На рис.14 показана схема и характеристики двигателя последовательного возбуждения при регулировании скорости изменением магнитного потока.

Рис.14- Схема (а) и характеристики (б) двигателя последовательного возбуждения при регулировании скорости изменением магнитного потока

Из-за ограничения максимальной скорости в двигателях нормального исполнения диапазон регулирования их частоты вращения путём изменения магнитного потока составляет (1,5...2,5): 1. Тем не менее регулирование частоты вращения изменением магнитного потока является одним из наиболее простых и экономичных способов и поэтому находит широкое применение. Увеличение механических потерь при повышении частоты вращения дви­гателей приводит к некоторому уменьшению их КПД.

Изменение сопротивления цепи якоря. Предполагают неизменными ток возбуждения I_в двигателя и напряжение сети U. Для изменения сопротивления цепи якоря ∑ R_a в цепь якоря последовательно включают регулировочный реостат R_АД (рис. 15a). При одном и том же токе якоря 1_а, а следовательно, и электромагнитном моменте М это приводит к уменьшению частоты вращения двигателя (так как чем больше сопротивление ∑ R_a, тем меньше скорость (3).

Механические (скоростные) характеристики двигателей независимого и параллельного возбуждения при различных значениях ∑ R_a показаны на рис. 15б. Характеристика при R_АД = 0 является естественной. Из уравнения (3) следует, что все эти характеристики выходят из одной точки, соответствующей частоте враще­ния n₀ при идеальном холостом ходе (М= 0; I_а = 0):

n₀= U/kФ

а                                                          б

Рис.15 Схема (а) и характеристики (б) двигателя независимого возбуждения при регулировании скорости изменением сопротивления цепи якоря

Рассматриваемым способом можно уменьшать частоту вращения в широких пределах, вплоть до нулевого значения. Однако при низких частотах вращения механические характеристики оказываются крутопадающими, что соответствует нестабильной работе двигателя. Нестабильность заключается в том, что небольшие колебания момента сопротивления М_с вызывают относительно большие колебания частоты вращения или даже остановку двигателя. Это ограничивает пределы регулирования частоты вращения данным способом. Диапазон ре­гулирования скорости при номинальном моменте обычно не превышает 10:1.

Регулирование частоты вращения изменением сопротивления цепи якоря, рассмотренное на примере двигателей параллельного и независимого возбуждения, применимо и для двигателей последовательного и смешанного возбуждения.

Среди способов регулирования скорости регулирование частоты вращения изменением сопротивления цепи якоря является самым неэкономичным из-за больших потерь в регулировочном реостате.