Двигатель последовательного возбуждения. В данном двигателе (рисунок 3.2,в) ток возбуждения Iв = Ia, поэтому магнитный поток Ф является функцией тока якоря Ia

В данном двигателе (рисунок 3.2,в) ток возбуждения I_в = I_a, поэтому магнитный поток Ф является функцией тока якоря I_a. При токе якоря I_a <(0.8 0.9) I_ан магнитная система машины не насыщена, поэтому Ф = к_ФI_a (рисунок 3.10).

Рисунок 3.10 Зависимость Ф = f(I_в) для двигателя

последовательного возбуждения

Уравнение скоростной характеристики

, (3-18)

где с₁, с₂ – постоянные.

Следовательно, скоростная характеристика n = f(I_a) имеет вид гиперболы (рисунок 3.11).

Рисунок 3.11 Скоростная характеристика двигателя последовательного возбуждения

Аналогично может быть получена зависимость электромагнитного момента от тока якоря М = f(I_a). При I_a< (0,8 0,9)I_ан.

М = с_МФI_a = с_М к_фI_a² = с₃I_a², (3-19)

где с₃ – постоянная.

Зависимость М = f(I_a) имеет форму параболы (рисунок 3.12). Свойства двигателя развивать момент, приблизительно пропорциональный квадрату тока, имеет важное значение, особенно в тех случаях, когда нужен большой пусковой момент (краны, электровозы, тепловозы, и т.п.), и там, где необходима большая (до 300%) перегрузочная способность двигателя.

Следует при этом отметить характерную разницу между двигателями параллельного и последовательного возбуждения. При увеличении момента в два раза в двигателе параллельного возбуждения из-за Ф = const ток якоря I_а и мощность Р₁ возрастают также в два раза при почти неизменной частоте вращения. У двигателя последовательного возбуждения дело обстоит иначе. Если двигатель не насыщен (Ф I_a), то двойной момент создается за счет увеличения как тока I_a, так и потока Ф в раз, мощность двигателя UI₁, увеличивается тоже в раз, а его частота вращения уменьшается в раз. Следовательно, при изменении нагрузочного момента в широких пределах у данного двигателя мощность Р₁, ток I_a изменяются в меньших пределах, чем у двигателей параллельного возбуждения.

Рисунок 3.12 Зависимость М = f(I_a) для двигателя

последовательного возбуждения

Механическая характеристика двигателя последовательного возбуждения (рисунок 3.13) может быть построена на основании зависимости n = f(I_a) и М = f(I_a). При токе якоря, меньшем (0,8 0,9)I_ан, частота вращения изменяется по закону

, (3-20)

где – постоянная.

Рисунок 3.13 Механическая характеристика двигателя

последовательного возбуждения

При R_доб = 0 имеем естественную механическую характеристику, если R_доб >0 – искусственные (реостатные). Механические характеристики являются «мягкими» и имеют, как и скоростные, также гиперболический характер. При малых нагрузках двигатель идет в «разнос». Поэтому такие двигатели нельзя применять для привода механизмов, работающих в режиме холостого хода и при небольшой нагрузке (различные станки, транспортеры и пр.). Обычно минимально допустимая нагрузка составляет (0,2 0,25) I_ан.

На рисунке 3.14 приведены рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения

Рисунок 3.14 Рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения

3.2 Задания на выполнение курсовой и контрольной работ по разделу «Машины постоянного тока»