Двигатель со смешанным возбуждением

Схема включения двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением показана на рис. 2.4. На каждом полюсе такого двигателя имеются две обмотки — параллельная и последовательная. Их можно включить так, чтобы магнитные потоки складывались (согласное включение) или вычитались (встречное включение).

Рис. 2.4. Схема включения двигателя постоянного тока смешанного возбуждения: ОВ1 — обмотка последовательная; ОВ2 — обмотка параллельная; А — амперметр; ПР — пусковой реостат; РВ — регулировочный; М — ротор; U — напряжение сети.

В зависимости от соотношения магнитных потоков обеих обмоток двигатель со смешанным возбуждением по своим свойствам приближается либо к двигателю с параллельным возбуждением, либо с последовательным.

Коммутация в машинах постоянного тока

Во время работы машины постоянного тока происходит непрерывное переключение секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую, при этом ток в переключенных секциях изменяет свое направление на противоположное. Так как время этого перехода очень мало, то скорость изменения тока в секции велика. Если учесть то, что секция размещена на стальном сердечнике (индуктивность велика), то процесс переключения секции может сопровождаться появлением в ней значительной ЭДС самоиндукции и, возможно, искрением.

Процесс переключения секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую и все сопровождающие его явления называют процессом коммутации. Неудовлетворительная коммутация является электрической причиной искрения. Кроме электрической причины искрения существует и механическая — ухудшение контакта между коллектором и щетками. Необходимым условием долговечности машины постоянного тока является отсутствие искрения под щетками, поскольку искры быстро разрушают пластины коллектора и щетки.

Улучшение условий коммутации в машинах постоянного тока осуществляется, главным образом, с помощью дополнительных полюсов. Дополнительные полюсы действуют следующим образом. ЭДС самоиндукции в коммутируемых секциях возникает при прохождении этих секций вблизи геометрической нейтрали и зависит от значения тока нагрузки. Если в этот момент каким-либо дополнительным полем создать в коммутируемой секции ЭДС, равную по величине и противоположную по направлению, то дополнительный ток при этом может быть скомпенсирован. Для создания этого дополнительного поля на геометрической нейтрали размещают дополнительные полюсы, обмотки которых включают последовательно в цепь нагрузки (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Машина постоянного тока: Iя — Iя дополнительные полюса расположенные на геометрической нейтрали; N — S главные полюса.

Поле дополнительных полюсов индуцирует в коммутируемых секциях коммутирующую ЭДС, пропорциональную току нагрузки и компенсирующую ЭДС самоиндукции в этих секциях. При этом поле дополнительных полюсов ослабляет также и влияние реакции якоря.

У генераторов за главным полюсом по направлению его вращения размещают дополнительный полюс противоположной полярности, а у двигателей — такой же полярности. Полярность дополнительных полюсов сохраняется и при переходе машины из режима работы генератора в режим двигателя, поскольку направление тока изменяется на противоположное.