Обратимость машин постоянного тока. Пуск, работа, регулирование частоты вращения и реверс электродвигателей постоянного тока

Обратимость машин. При работе машины в генераторном ре­жиме в результате взаимодействия проводников обмотки якоря, по которым протекает ток, с магнитным потоком полюсов возникает электромагнитная сила F (правило левой руки), препятствующая вращению якоря (см рис 22,а) Для преодоления этой силы к яко­рю генератора должна быгь постоянно приложена внешняя сила.

Если убрать внешнюю силу и, сохранив полярность полюсов, пропустить через обмотку якоря ток того же направления, то элект­ромагнитная сила сохраняет свое направление. Под действием этой силы якорь будет вращаться в направлении, противоположном на­правлению вращения генератора — машина переходит в двигатель­ный режим. Следовательно, каждая машина постоянного тока мо­жет работать в режиме как генератора, так и двигателя Это свой­ство электрических машин называется обратимостью.

В зависимости от способа питания обмоток возбуждения двига­тели делятся на двигатели независимого, параллельного, последо­вательного и смешанного возбуждения.

Пуск, регулирование частоты вращения, реверс. В момент пуска двигателя якорь его неподвижен п = 0, следовательно, и противо-э. д с Е=СеПФ=0. Пусковой ток якоря во много раз превышает номинальный, что объясняется малой величиной сопро­тивления якоря. Этот ток опасен для обмотки якоря и для ма­шины в целом

Для ограничения пускового тока на время пуска в цепь якоря последовательно включают дополнительный резистор Rп (пусковой реостат). Величину сопротивления рассчитывают так, чтобы пусковой ток якоря не превышал значения = 1,5-2. По ме­ре увеличения частоты вращения п увеличивается и противоэ д. с. Е, а ток якоря I_ап быстро уменьшается. С уменьшением тока яко­ря уменьшают сопротивление Rп. К концу пуска пусковой реостат должен быть полностью выведен.

Три способа регулирования частоты вращения двигателя по­стоянного тока:

1)изменением подводимого напряжения U, чем достигается боль­шая плавность регулирования (применяют в системах генератор— двигатель),

2)изменением сопротивления в цепи якоря R_а — регулирование ступенчатое, неэкономичное, достигается последовательным вклю­чением в цепь якоря регулировочного реостата R_р;

3)изменением магнитного потока Ф — регулирование плавное и в широком диапазоне, осуществляется изменением тока возбуждения с помощью регулировочного реостата R_в в цепи обмотки возбуж­дения.

Для изменения направления вращения двигателя(реверс) необходимо изменить направление тока либо в якоре, либо в обмотке возбуж­дения. При одновременном изменении направления тока в якоре и в обмотке возбуждения реверс не произойдет. На практике обычно применяют первый способ.

Работа двигателя. При работе двигателя частота вращения яко­ря остается постоянной до тех пор, пока вращающий момент дви­гателя М уравновешен моментом сопротивления М_с механизма (М=М_С). В случае увеличения нагрузки момент сопротивления станет больше вращающего (/М_С<М) и частота вращения якоря уменьшится. Это приведет к уменьшению противоэ. д. с (Е= с_в nФ), увеличению тока якоря, а следовательно, к увеличению вращающего момента (М=с_мIФ). Процесс будет продолжаться до тех пор, пока вращающий момент М двигателя не достигнет величины момента сопротивления М_с При равенстве моментов наступает новый установившийся режим работы двигате­ля при меньшей частоте вращения.

В случае уменьшения на­грузки процесс работы двига­теля протекает аналогично, но в другом направлении.

Таким образом, в двигате­ле равновесие моментов под­держивается автоматически

Противоэ. д с. Е является своеобразным регулятором то­ка в якоре.