Двигатели последовательного возбуждения

Схема двигателя последовательного возбуждения приведена на рис. 2.10.9. В этом двигателе при разомкнутом выключателе В ток якоря и ток возбуждения один и тот же. Поэтому с изменением нагрузки в двигателе изменяются магнитный поток полюсов и, следовательно, частота вращения.

Рис. 2.10.9. Схема двигателя последовательного возбуждения

Уравнение механической характеристики двигателя последовательного возбуждения можно получить из формулы (2.10.1), если считать характеристику намагничивания линейной. Тогда магнитный поток полюса пропорционален току Ф_п = ?_ф/_я, а момент — квадрату тока:

Подставив это выражение в формулу (2.10.1), после несложных преооразований получим.

Таким образом, механическая характеристика двигателя последовательного возбуждения представляет собой кривую гиперболического типа (кривая 1 на рис. 2.10.10) и является «мягкой». При пуске с реостатом РП, ограничивающим пусковой ток и момент до допустимых значений пускового тока 1_и и пускового момента М_п, механическая характеристика (кривая 2 на рис. 2.10.10) несколько опускается. При небольших нагрузках частота вращения двигателя резко возрастает — двигатель «идет вразнос», что опасно.

Рис. 2.10.10. Механические характеристики двигателя последовательного возбуждения

с точки зрения механической прочности якоря. Поэтому нельзя допускать работу двигателя последовательного возбуждения при холостом ходе и при малых нагрузках (меньше 25—30% номинальной).

Регулирование частоты вращения двигателей последовательного возбуждения производится также тремя способами. Реостатное регулирование в цепи рабочего тока реостатом РЯ дает снижение частоты вращения (см. рис. 2.10.10, где вместо R_n введено /2). Оно является неэкономичным, как и в двигателе параллельного возбуждения.

Полюсное регулирование осуществляется шунтированием обмотки возбуждения реостатом РВ (см. рис. 2.10.9). При этом ток и магнитный поток возбуждения уменьшаются, а частота вращения при небольших нагрузках возрастает. Этот способ регулирования широко применяется в электротяге.

Безреостатное изменение напряжения на якоре позволяет регулировать частоту вращения вниз от номинального значения с сохранением высокого КПД. Этот способ широко применяется в тяговых двигателях на электротранспорте, в подъемных устройствах, а регулирование осуществляется путем переключения нескольких двигателей, работающих на один вал, с параллельного на последовательное включение их в сеть.

Благодаря «мягким» механическим характеристикам двигатели последовательного возбуждения применяют в различных электрических приводах, особенно там, где имеют место изменение нагрузочного момента в широких пределах и тяжелые условия пуска (крановые установки, тяговый привод и нр.).