Классификация двигателей постоянного тока по способу возбуждения

Лекция 14

Двигатели постоянного тока

Классификация двигателей постоянного тока по способу возбуждения

Двигатели постоянного тока могут быть с независимым, с параллельным, последовательным и со смешанным возбуждением. Независимое возбуждение может быть электромагнитным, когда возбуждение происходит от обмотки, питающейся от независимого источника питания, или магнитоэлектрическим – от постоянных магнитов. Независимое возбуждение в двигателях применяется при необходимости питания обмотки возбуждения и якоря от источников питания с разным напряжением. Иногда возникает необходимость изменения напряжения на якоре или на обмотке возбуждения, например для изменения скорости вращении.

Характеристики двигателя постоянного тока с независимым и параллельным возбуждением практически не отличаются, так как при параллельном возбуждении обмотка возбуждения питается от достаточно мощного источника питания, который одновременно питает обмотку якоря, напряжение которого не зависит от нагрузки.

Двигатели постоянного тока по способу возбуждения подразделяются на:

· двигатели постоянного тока параллельного возбуждения;

· двигатели постоянного тока последовательного возбуждения;

· двигатели постоянного тока смешанного возбуждения

При независимом возбуждении якорь и обмотка возбуждения получают питание от различных источников постоянного тока.

Независимое возбуждение.

 

 

Параллельное возбуждение. Источник питания один. Якорь и обмотка возбуждения подключаются параллельно.

.

 

 

Последовательное возбуждение. Источник питания один. Обмотка возбуждения и якорь соединены последовательно.

.

 

Двигатель смешанного возбуждения имеет две обмотки возбуждения. Одна подключается параллельно, другая – последовательно.

 

 

 

Двигатели с разным типом возбуждения имеют различные характеристики.

Обмотки возбуждения, присоединяемые параллельно, вы­полняют из проводов небольшого сечения; обмотки же, присое­диняемые последовательно, рассчитываемые на прохождение через них полного тока генератора, выполняют из проводов большо­го сечения.

ЭДС обмотки якоря машины постоянного тока прямо пропорциональна числу оборотов и величине магнит­ного потока, создаваемого полюсами. Магнитный же поток зави­сит от тока в обмотке возбуждения. Регулирование ЭДС генератора постоянного тока может осуществляться изменением либо числа его оборотов, либо величины тока возбуждения:

 

                   = kФn                              (1)

 

где р — число пар полюсов; N — число всех проводников обмот­ки; а — число параллельных ветвей; Ф — магнитный поток обмот­ки возбуждения (Вб); п — частота вращения якоря, об/мин. к — постоянная двигателя, зависящая от его конструкции;

Величина вращающегося момента двигателя постоянного тока (М) выражается следующим соотношением:

(2)

где к — постоянная двигателя, зависящая от его конструкции; Ф — магнитный поток, Вб; I_я —ток якоря, А.

Так как напряжение на выводах двигателя постоянного тока равно U=E+I_ЯR_Я, скорость двигателя из уравнения (1) можно выразить

                                                              (3)

где R_я — сопротивление цепи обмотки якоря, Ом.

Характеристики двигателей постоянного тока

Основными характеристиками двигателей постоянного тока являются:

Скоростная – n=f(I_Я) зависимость частоты вращения от тока якоря;

Моментная - М=f(I_Я) зависимость электромагнитного момента от тока якоря;

Механическая - n=f(М) зависимость частоты вращения от электромагнитного момента;

Рабочие характеристики – n;I_Я;P₁;η=f(P₂)  зависимости параметров двигателя от полезной мощности или момента