Тема 3.3. Характеристики двигателей при изменении напряжения.

Расчёт характеристик двигателей последовательного возбуждения; расчёт характеристик при изменении сопротивления реостата.

Литература 

Методические указания

Если для двигателей последовательного возбуждения имеются характеристики при номинальном напряжении, их можно пересчитать на другое напряжение. Для этого необходимо иметь характеристику зависимости магнитного потока от тока.

При регулировании напряжения на зажимах двигателя смешанного возбуждения пересчет характеристик производится таким же способом, как и у двигателей последовательного возбуждения, если ток в параллельной обмотке возбуждения не изменяется.

Учащийся должен знать, что такой способ для длительного регулирования скорости применяется редко, т.к. он обладает существенными недостатками:

• Значительные потери энергии в реостате,

• Скоростные характеристики получаются мягкими, что увеличивает вероятность возникновения боксования.

Как правило, такой способ регулирования применяется в сочетание с перегруппировкой двигателей.

Вопросы для самоконтроля

1. Как влияет на регулирование скорости включение последовательно с тяговым двигателем регулируемого реостата?

2. Как изменяется падение напряжения на сопротивлении реостата по мере возрастания нагрузки?

3. Какими недостатками обладает данный способ регулирования скорости?

Тема 3.4. Характеристики двигателей при изменении возбуждения.

Способы изменения ; характеристики двигателя смешанного возбуждения при изменении возбуждения.

Литература 

Методические указания

У двигателей последовательного возбуждения изменение возбуждения можно осуществить различными способами:

• шунтированием обмотки возбуждения;

• секционированием обмотки возбуждения;

• регулирования возбуждения с помощью специального возбудителя;

• импульсным регулированием возбуждения.

Принципиальная схема шунтирования обмотки возбуждения представлена на рис.1.12. В этом случае параллельно обмотке возбуждения ОВ подключается регулируемый реостат R_ш. Индуктивный шунт ИШ служит для сглаживания бросков тока при резком изменении напряжения в контактной сети. Если правильно подобран шунтирующий контур, то всегда сохраняется равенство:

L_ов/r_овL_иш/R_иш

При нормальном возбуждении контактор Р разомкнут, и ток якоря I равен току возбуждения I_в. Для ослабления возбуждения контактор Р замыкается, и через обмотку возбуждения ОВ будет протекать только часть тока якоря I_в=I-I_ш. Следовательно, уменьшится магнитный поток СФ и увеличится скорость. Этим способом можно получить необходимое число ступеней ослабления возбуждения.

При секционировании обмотки возбуждения изменение возбуждения осуществляется отключением части обмотки возбуждения путем включения контактора Р2 (рис.1.13). Этот способ не получил распространения, т.к. имеет ряд существенных недостатков:

• усложнение конструкции тягового двигателя, связанное с изготовлением отпаек на обмотке возбуждения;

• наличие такого переходного момента, когда замкнуты оба контакта Р1 и Р2, т.е. часть обмотки возбуждения ОВ практически замкнута накоротко, что может привести к нарушению коммутации и возникновению кругового огня.

Система регулирования возбуждения с помощью специального возбудителя (рис.1.14) состоит в том, что параллельно обмотке возбуждения ОВ через разделительный резистор R подключается специальный возбудитель В. изменяя возбуждение возбудителя, т.е. напряжение на нем, можно изменять в широких пределах ток возбуждения двигателя М. Такой возбудитель может быть как электромашинный, так и тиристорный. Эта схема нашла применение в режиме рекуперации. Резистор R необходим, чтобы от одного возбудителя, возможно было осуществлять питание нескольких обмоток возбуждения параллельно соединенных двигателей.

При изучении данной темы учащиеся должны научиться рассчитывать скоростную характеристику при регулирование возбуждения, исходя из формулы

U_д-rC

где  - скорость при измененном возбуждении и токе якоря I;

r - полное сопротивление двигателя при измененном возбуждении;

C - магнитный поток при токе якоря I.

На рис.1.15 представлены характеристики на ободе движущего колеса двигателя ПВ при номинальном напряжении на двигателе U_д и полном и ослабленном возбуждениях. Кривая КПД при ослабленном возбуждении проходит ниже, чем при полном в области малых нагрузок, вследствие увеличения магнитных и механических потерь. В области средних и больших нагрузок КПД  увеличивается вследствие уменьшения сопротивления цепи возбуждения двигателя. Сила тяги F при ослабленном возбуждении уменьшается, т.к. уменьшается магнитодвижущая сила.

. У двигателей смешанного возбуждения регулирование возбуждения осуществляется изменением тока возбуждения I_ш параллельной обмотки. Коэффициентом регулирования возбуждения этой обмотки называется отношение магнитодвижущей силы при определенной ступени регулирования к магнитодвижущей силе при наибольшем токе возбуждения.

На рис.1.16 представлены характеристики двигателя смешанного возбуждения для коэффициентов регулирования  и ₁, причем ₁.

Вопросы для самоконтроля

1. Можно ли путем возбуждения магнитного потока осуществлять пуск тяговых двигателей?

2. Что определяет коэффициент регулирования возбуждения?

3. Почему сила тяги при изменение напряжения не изменяется?