В качестве примера рассмотрим работу двигателя при U = 110 В, Е_а= 105 В, Sr = 0,08 Ом и токе якоря

 А.

Если магнитный поток Ф уменьшить путем уменьшения тока возбуждения на 5%, то э.д.с. Е_а в первый промежуток времени, когда скорость еще не успела возрасти, будет равна приблизительно 100 В, а ток якоря

 А,

т. е. при уменьшении Ф на 5% ток возрастает приблизительно на 100%.

Обращаясь к формуле (5-49), мы устанавливаем, что момент М, развиваемый двигателем, повышается, потому что I_a увеличивается больше, чем уменьшается Ф. Увеличение М приводит к увеличению скорости вращения. При ее увеличении будет возрастать э.д.с. Е_а, следовательно, будут уменьшаться I_a и М. Режим устанавливается при более высокой скорости вращения, при которой момент двигателя М будет равен моменту нагрузки М_ст.

Применяя аналогичные рассуждения, можно доказать, что при увеличении тока возбуждения скорость вращения будет падать.

Рассмотрим, как производится определение скоростной характеристики n = f(I) и механической характеристики n = f(M). Оно может быть произведено при помощи кривой E_a­/n = f(I_в), полученной из характеристики холостого хода, снятой опытным путем или найденной путем расчета. Эта кривая представлена на рис 5-60. При других масштабах на осях координат она представляет собой зависимость Ф = f (F_в), так как .

Будем считать, что известны величины при номинальной нагрузке: U_н, I_aн (I_ан = I_н-I_{в. н}), n_н, I_{в. н}, I_в(р.я) или F_р.я (I_в(р.я) - ток возбуждения, соответствующий размагничивающей н.с. реакции якоря F_ря) Тогда определение скорости вращения n при холостом ходе производится следующим образом.

Сначала находим э.д.с. якоря при номинальной нагрузке Е_{а н} = U_н-I_{а н}Sr, затем — э.д.с. якоря при холостом ходе E₀ = U_н-I_а0Sr, причем для двигателей, имеющих ток холостого хода I_a0<0,1I_н можно приближенно принять E_а0 » U_н. Далее по кривой рис. 5-60 находим для I_в.н =:

          (5-61)

и для I_в.н-I_в(р.я) = :

.          (5-62)

Из равенств (5-61) и (5-62) получаем:

.          (5-63)

Очевидно, что , т. е. отношению потоков при нагрузке Ф_н и при холостом ходе Ф₀.

Если известна скорость вращения n₀ при холостом ходе, то скорость вращения при нагрузке равна:

.          (5-64)

Промежуточные значения скорости вращения при I_a<I_aн найдем определив Е_а и I_в(р.я) для тока I_а.

Зная Е_а, I_а и n, найдем вращающий момент,  кг·м

,          (5-65)

и, следовательно, можем построить механиче­скую характеристику n = f(M). Как отмечалось, для устойчивой работы двигателя необходимо, чтобы n₀ было больше n_н.

Если двигатель с параллельным возбуждением предназначается для широких пределов регулирования скорости вращения (например, 4:1) путем изменения тока возбуждения, то при ослабленном поле реакция якоря может оказаться слишком сильной (работа будет протекать на начальной части кривой рис. 5-60) и мы можем получить  > Е_а0/Е_ан и n_н>n₀ согласно (5-64).

Рис. 5-60. К определению скоростной характеристики.

 Тогда необходимо для уменьшения относительного значения реакции якоря (величины I_в(р.я)/I_в.н) выполнить двигатель с увеличенным воздушным зазором d. Такие двигатели стоят дороже, чем нормальные двигатели с пределами регулирования скорости вращения примерно 1:1,5.

Регулировать скорость вращения двигателя можно также путем изменения напряжения U на зажимах якоря, что следует из формулы (5-59). Изменение U может быть достигнуто при помощи реостата, включенного в цепь якоря. Такой способ регулирования скорости вращения неэкономичен, так как он приводит к непроизводительной затрате большой энергии в реостате. Действительно, при уменьшении п, например, на 50%, если при этом ток в якоре остается неизменным, мы должны уменьшить U почти на 50% и, следовательно, почти половину мощности поглотить в реостате. Реостат при этом получается громоздким и дорогим, так как рассчитывается на длительную нагрузку большим током.

Вверх

Глава 6