Сериесного двигателя

Это свойство сериесных двигателей особенно ценно для целей тяги и внутризаводского

Изменение тока возбуждения. Регулирование осуществляется без потерь. Изменение скорости шунтового двигателя достигается изменением сопротивления, включаемого последовательно в цепь обмотки возбуждения. Пределы регулирования скорости достигают 1:2 до 1 :3. Регулируемые двигатели тяжелее и дороже нерегулируемых. Регулирование скорости сериесных двигателей может быть осуществлено шунтированием обмотки возбуждения или якоря с помощью небольшого сопротивления. Для увеличения скорости вращения ослабляется магнитный поток с помощью шунтирования обмотки возбуждения, шунтирование якоря увеличивает ток обмотки возбуждения по сравнению с током якоря и ведёт к снижению скорости. Этот способ регулирования применяется в крановых устройствах.

Зависимость скорости от момента n=/(/W) носит гиперболический характер, так же как у сериесных двигателей постоянного тока.

Сравнение характеристик [3]. Характеристики сериесных двигателей наиболее отвечают требованиям, предъявляемым к электроподвижному составу. Падающая скоростная характеристика обеспечивает снижение скорости на подъёмах, смягчающее перегрузку самих двигателей и системы энергоснабжения и целесообразное в отношении условий сцепления; на лёгких элементах профиля скорость автоматически повышается. Принудительное усиление магнитного потока при увеличении нагрузки обеспечивает надёжную коммутацию. Сериесные двигатели дают достаточно малые расхождения нагрузок отдельных двигателей электроподвижного состава и локомотивов одного поезда при расхождениях характеристик и дают меньшие толчки нагрузки и тягового-усилия при колебаниях напряжения сети. При равных условиях сериесные двигатели имеют наименьший вес и габаритные размеры благодаря высокому коэфициенту заполнения сериесной обмотки.

Регулирование (ослабление) магнитного потока сериесных двигателей достигается отключением части витков катушек главных полюсов или включением параллельно обмотке возбуждения шунтирующего сопротивления; редко (в двигателях электрокар) применяется последовательно-параллельное переключение катушек полюсов.

Максимальная сила тяги ограничивается условиями коммутации, механической прочностью и сцеплением. Максимальный по коммутации ток для сериесных двигателей постоянного тока обычно 1К = 2/й, соответствующее усилие тяги Fk = 2,4 -=- 2,5 F/j.

Механические характеристики сериес-ного двигателя постоянного тока. Механические характеристики сериесных двигателей аналитически нельзя выразить, так как в этих двигателях магнитный поток не остаётся постоянным, а кривая намагничивания железа Ф = /(/) не может быть представлена простой аналитической зависимостью.

Механические характеристики сериесных двигателей принято представлять графически. В таком виде в каталогах на двигатели даются зависимости скорости вращения п и момента двигателя Мд от тока якоря для естественной характеристики. Исходя из неё возможно построить характеристики и = / (М) для любой схемы включения сериесного двигателя.

Механические характеристики сериес-ного двигателя в сложных схемах его включения. Весьма разнообразные практические условия работы электроприводов требуют сериесных двигателей со значительно большим разнообразием характеристик по сравнению с тем, которое даётся простой схемой с последовательно включёнными сопротивлениями. Такие характеристики нужны для получения малых (ползучих) скоростей порядка 50°/0 от номинальной, для ограничения возможности разноса при отрицательных статических моментах (движение груза вниз), для достижения более высоких скоростей, чем те, которые даёт естественная характеристика. Все эти задачи решаются сложными схемами включения с шунтированием якоря и обмотки возбуждения.

мотки ротора активного и реактивного сопротивлений. Наиболее резко это сказывается в двигателях с глубокой впадиной и в двигателях Бушеро. На фиг. 27: а — типичная характеристика момента обыкновенного короткозамкну-того двигателя, б—двигателя Бушеро, в—двигателя с глубоким пазом. Возможен ряд других аналогичных вариантов характеристик. Для целей привода эти характеристики, как и характеристики сериесных двигателей постоянного тока, следует давать графически. На фиг. 28 приведены типичные характеристики двигателей, используемых в некоторых металлорежущих станках в США.

Фиг. 2. Универсальные характеристики сериесных двигателей типа КПД,

Для сериесных двигателей постоянного тока, обслуживающих механизмы передвижения, применяются Контакторные панели типа П, допускающие автоматический пуск (в функции времени), торможение противо-включением и изменение направления вращения двигателей. Панели ПС применяются для механизмов подъёма — спуска и допускают автоматический разгон и замедление электродвигателей, причём переход от двигательного режима при спуске лёгких грузов к тормозному режиму при спуске тяжёлых грузов также происходит автоматически.

а — шунтового двигателя постоянного тока; б — сериесного двигателя постоянного тока;

Пусковые характеристики электродвигателя постоянного тока при последовательном возбуждении (сериесного) представляют ^Особой гиперболы (приближенно), одной из асимптот которых яв-ч^ляется ось ординат, а второй — прямые, параллельные оси абс-цисс (рис. 0. 1, б). Двигатель этого типа запускают в том же порядке, что и шунтовой; разбег происходит по участкам характеристик, показанным жирными линиями (некоторые вопросы исследования запуска сериесного двигателя рассмотрены в § 5). Ввиду того, что при уменьшении момента внешнего сопротивления скорость якоря двигателя здесь неограниченно возрастает, его применение допустимо лишь на таких машинах, у которых внешнее сопротивление всегда достаточно велико. Например, его нельзя использовать при ременной передаче, так как случайное соскальзывание ремня и связанное с этим падение нагрузки может привести к разносу двигателя (разрыву якоря возникающими при больших оборотах весьма значительными центробежными силами). Наоборот, этот двигатель весьма целесообразен для привода таких машин, как подъемные краны, электровозы и прочие тяговые маищны, так как развиваемый им крутящий момент интенсивно увеличивается при возрастании статического сопротивления, причем, одновременно с этим число оборотов ротора уменьшается. Вследствие этого сериесные двигатели способны выдерживать большие перегрузки (в три и более раз по сравнению с номинальным моментом).

Сериесный электродвигатель. Обмотка возбуждения сериесного двигателя включается последовательно в цепь якоря. Магнитный поток здесь является функцией тока якоря. При увеличении нагрузки сериесный двигатель резко снижает скорость вращения, при разгрузке — повышает. При холостом ходе двигатель идёт ,в разнос". Применение сериесного двигателя недопустимо, где возможен его холостой ход. По этой причине недопустима работа его с ремённой передачей. Так как магнитный

поток сериесного двигателя пропорционален току якоря Ф~/а, а момент М = Ст1аФ, следовательно, момент, развиваемый им, примерно пропорционален 1^.

транспорта, где при больших значениях момента необходимо иметь невысокие скорости. В механизмах этого рода разнос двигателя невозможен благодаря жёсткому соединению с помощью зубчатой передачи. На фиг. 42, а и б приведена схема включения и характеристики сериесного двигателя.

Компаундный электродвигатель. Ком-паундный электродвигатель имеет шунтовую и последовательную обмотки возбуждения. В зависимости от того, какая обмотка преобладает, характеристики его могут приближаться к характеристикам шунтового или сериесного двигателя. Часто шунтовые двигатели снабжаются последовательной обмоткой для улучшения их пусковых свойств. Обычно небольшой последовательной обмоткой снабжаются шунтовые двигатели для получения устойчивой работы при переменной нагрузке. Это особенно необходимо при широкой регу-

Фиг. 1. Характеристики сериесного двигателя.

Электромеханические характеристики реостатного торможения для сериесного двигателя показаны на фиг. 9, из которой видно, что характеристики механически устойчивы. Для поддержания тормозного тока (тормозного усилия) с изменением скорости движения сопротивление RT должно изменяться согласно уравнению

ростная характеристика сериесного коллекторного двигателя сходна с характеристикой сериесного двигателя постоянного тока. Сходны также для этих машин и характеристики тягового усилия.

Экономические ступени скорости осуществляются переключением числа полюсов и каскадным включением двух двигателей. Число ступеней две-три, редко больше трёх. Наличие нескольких ступеней позволяет в известной степени приблизиться к свойствам сериесного двигателя путём перехода на тяжёлых участках пути на низшие ступени. Однако малое число ступеней ограничивает эту возможность, в связи с чем при равных средних скоростях движения мощность асинхронных двигателей должна быть на 20—30% больше, чем сериес-ных двигателей.

Механические характеристики сериесных двигателей принято представлять графически. В таком виде в каталогах на двигатели даются зависимости скорости вращения п и момента двигателя Мд от тока якоря для естественной характеристики. Исходя из неё возможно построить характеристики и = / (М) для любой схемы включения сериесного двигателя.