свойств двигателя параллельного возбуждения; такую характеристику называют жесткой. Зная характер зависимости п=*/(/к), нетрудно объяснить характеристику вращающего момента М=/(/я). Согласно уравнению моментов, при установившемся режиме работы имеем: 1А=сж1пФ=М0+М2=МСт. При холостом ходе М=М0= = см10Ф. Если бы поток возбуждения оставался постоянным, то характеристика M=f(In) представляла бы прямую линию. В действительности же поток Ф при увеличении тока /я несколько уменьшается в результате размагничивающего действия поперечной реакции якоря, поэтому характеристика M=f(In) несколько отклоняется от прямой линии к оси тока. Характеристика полезного момента /Л2= =f(1n) должна идти ниже характеристики М=/(/я) на величину момента холостого хода М0, который практически не зависит от нагрузки. На рис. 7.6, б представлена также кривая зависимости коэффициента полезного действия от нагрузки r)=f(In)- К. п. д. быстро увеличивается в пределах от / = /0 до / =0,25/ИОМ, достигает максимума примерно при /0,5/иом, а затем в пределах изменения нагрузки от / 0,5/нОм до / = /Ном остается почти постоянным. Из графика к. п. д. видно, что для работы электродвигателя с высоким к. п. д. надо стремиться к его номинальной загрузке. Обычно в двигателях малой мощности т) = 75-85%, в двигателях средней и большей мощности г) = 85-4-94 % -

Регулировочные характеристики. Одним из основных достоинств двигателей постоянного тока является возможность плавного регулирования частоты вращения в широких пределах. В общем случае в цепь якоря двигателя может быть включен регулировочный реостат Rvr. Тогда из формулы n.=[U-Ia(Rx-\-Rpr)]j(c) следует, что частоту вращения двигателей постоянного тока можно регулировать:

1) изменением напряжения сети U;

2) изменением падения напряжения в сопротивлениях цепи

ЯКОря /я(/?я-г#рг);

3) изменением потока возбуждения, а следовательно, изменением тока возбуждения /в. Первый способ возможен только в специальных установках, допускающих регулирование напряжения сети U. Реостат Rw в цепи якоря должен быть подобран так, чтобы можно было регулировать частоту вращения в желаемых пределах. Предположим, что напряжение сети и ток возбуждения остаются постоянными, т. е. U-const и IB= const, кроме того, статический момент МСТ=М0+М2 не зависит от частоты вращения двигателя. При выведенном реостате Rvr установившийся режим работы двигателя характеризуется вращающим моментом М2, частотой вращения П\ и током в цепи якоря /2ь Сразу же после введения регулировочного реостата Rw частота вращения и протнво-э. д. с. остаются без изменения вследствие значительного момента инерции якоря, а ток в цепи якоря уменьшается до значения hi - Соответственно уменьшается и вращающий момент двигателя.

Превышение нагрузочного момента над вращающим моментом приводит к снижению частоты вращения якоря, уменьшению проти-

во-э. Д. си увеличению тока в цепи якоря (рис. 7.7). Новое значение тока /г'г и частота вращения п2 устанавливаются при равенстве вращающего момента двигателя и нагрузочного момента приводимого им во вращение механизма. При постоянном токе возбуждения и нагрузочном моменте М2 установившееся значение тока в цепи якоря h2= hi и частота вращения якоря 2= i [/7-/21 (/? -f--fr)]/( - J-hRs)- Подведенная к двигателю мощность Рх = = U{In + Iis) в установившихся режимах сохраняется неизменной. Полезная мощность P2=M2Q=M22nn2/60 уменьшается пропорпжн

Рис. 7.7. Процесс регулирования частоты Рис. 7 8 Регулировочная вращения реостатом в цепи якоря (я) и в характеристика двига-цепн возбуждения (б) теля

нально частоте вращения. Недостатки этого способа регулирования частоты вращения - малая экономичность и ухудшение условий охлаждения, поэтому его применяют, главным образом, для регулирования частоты вращения двигателей малой мощности. Если двигатель работает в установившемся режиме при неизменном напряжении на зажимах якоря и токе в обмотке возбуждения, то для необходимого вращающего момента М2 по соответствующим рабочим характеристикам могут быть определены частота вращения tii, ток hi в цепи якоря и вычислена противо-э. д. с. Е2\. При уменьшении тока возбуждения до значения 1В2 уменьшается магнитный поток. Вследствие значительного момента инерции якоря частота вращения его сразу же после изменения тока возбуждения остается прежней, противо-э. д. с. уменьшается до значения E2i пропорционально магнитному потоку, ток в цепи якоря увеличивается до значения h\= (U-E2\)IRR. Так как падение напряжения в цепи якоря составляет небольшую часть напряжения сети, то относительное увеличение тока (/21 - 2i)/2i = (-21- -E2i);{U - E2i)=(E2i - E2\)i(IsR*) значительно превосходит относительное уменьшение магнитного потока. Это приводит к увеличению вращающего момента и к ускорению вращения якоря. Противо-э. д. с. в обмотке якоря увеличивается, ток уменьшается, пока не наступит равновесие между вращающим моментом двига-

теля и нагрузочным моментом приводимого им во вращение механизма прн новых установившихся значениях тока 122 и частоте вращения п2 (рис. 7.7). Подведенная к двигателю мощность Рх = = U (1П+1В) и полезная мощность Р2=М22лп1бО увеличиваются в одинаковой мере, следовательно, к. п. д двигателя при этом способе регулирования частоты вращения практически не изменяется. Зависимость частоты вращения п от величины тока возбуждения /в выражается регулировочной характеристикой двигателя п = =[{1в) при /H=const и t/=const. На рис. 7.8 представлены две регулировочные характеристики двигателя, снятые при различных значениях тока якоря: при /я</ПОм и при /я=/ном. Из этих характеристик видно, что. при малом значении тока возбуждения, а тем более при обрыве цепи возбуждения /в=0 частота вращения неограниченно возрастает, что приводит к разносу двигателя

§ 7.4. Двигатель последовательного возбуждения

На рис. 7.9 приведена схема включения двигателя последовательного возбуждения. Пуск в ход этого двигателя осуществляется с помощью двухзажимного пускового реостата РП, так же как и двигателя параллельного возбуждения.

Рабочие характеристики двигателя. Они имеют вид n; М и г] = f (/я) при U=UB0M= const. В двигателях последовательного возбуждения ток якоря одновременно является током возбуждения 0я=1в=1); поэтому магнитный поток Ф при различной нагрузке машины испытывает значительные изменения, и это составляет его характерную особенность. Из уравнения равновесия э. д. с. имеем ту же, что и для двигателя параллельного возбуждения, формулу

П, М, Г}

Рис. 7.9. Схема двигателя последовательного возбуждения

Рис. 7.10. Рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения