При этом способе регулирования полагают неизменными сопротивление и напряжение цепи якоря. Регулирование магнитного потока при этом осуществляется изменением тока возбуждения двигателя. В номинальном режиме, соответствующем естественной характеристике, магнитная цепь двигателя рассчитывается на работу почти с максимальным значением магнитного потока (на колене характеристики холостого хода), то увеличение тока возбуждения не приводит к заметному росту потока. Поэтому поток изменяют в сторону уменьшения от расчётного значения путём снижения тока возбуждения.
Уменьшение магнитного потока, как следует из формулы (3), приводит к увеличению частоты вращения, т.е. в этом случае осуществляется регулирование частоты вращения вверх от основного значения. Если не учитывать изменение магнитного потока из-за реакции якоря, то скоростные характеристики n =f(Iа) двигателей независимого и параллельного возбуждения (при U = const;
Iв = const) будут представлять собой прямые линии — сплошные на рис. 13а. С уменьшением магнитного потока увеличивается скорость идеального холостого хода л0и. Все скоростные характеристики выходят из одной точки, соответствующей току короткого замыкания двигателя Iк= U/Ra. С учётом реакции якоря характеристики имеют вид показанный пунктирными линиями.
|
|
Механические характеристики n = f(M), приведены на рис. 13 б.
а б
Рис.13- скоростные (а) и механические (б) характеристики двигателя независимого возбуждения при регулировании скорости изменением магнитного потока
Регулирование скорости двигателей последовательного и смешанного возбуждения проводится аналогично. На рис.14 показана схема и характеристики двигателя последовательного возбуждения при регулировании скорости изменением магнитного потока.
Рис.14- Схема (а) и характеристики (б) двигателя последовательного возбуждения при регулировании скорости изменением магнитного потока
Из-за ограничения максимальной скорости в двигателях нормального исполнения диапазон регулирования их частоты вращения путём изменения магнитного потока составляет (1,5...2,5): 1. Тем не менее регулирование частоты вращения изменением магнитного потока является одним из наиболее простых и экономичных способов и поэтому находит широкое применение. Увеличение механических потерь при повышении частоты вращения двигателей приводит к некоторому уменьшению их КПД.
Изменение сопротивления цепи якоря. Предполагают неизменными ток возбуждения Iв двигателя и напряжение сети U. Для изменения сопротивления цепи якоря ∑ Ra в цепь якоря последовательно включают регулировочный реостат RАД (рис. 15a). При одном и том же токе якоря 1а, а следовательно, и электромагнитном моменте М это приводит к уменьшению частоты вращения двигателя (так как чем больше сопротивление ∑ Ra, тем меньше скорость (3).
|
|
Механические (скоростные) характеристики двигателей независимого и параллельного возбуждения при различных значениях ∑ Ra показаны на рис. 15б. Характеристика при RАД = 0 является естественной. Из уравнения (3) следует, что все эти характеристики выходят из одной точки, соответствующей частоте вращения n0 при идеальном холостом ходе (М= 0; Iа = 0):
n0= U/kФ
а б
Рис.15 Схема (а) и характеристики (б) двигателя независимого возбуждения при регулировании скорости изменением сопротивления цепи якоря
Рассматриваемым способом можно уменьшать частоту вращения в широких пределах, вплоть до нулевого значения. Однако при низких частотах вращения механические характеристики оказываются крутопадающими, что соответствует нестабильной работе двигателя. Нестабильность заключается в том, что небольшие колебания момента сопротивления Мс вызывают относительно большие колебания частоты вращения или даже остановку двигателя. Это ограничивает пределы регулирования частоты вращения данным способом. Диапазон регулирования скорости при номинальном моменте обычно не превышает 10:1.
Регулирование частоты вращения изменением сопротивления цепи якоря, рассмотренное на примере двигателей параллельного и независимого возбуждения, применимо и для двигателей последовательного и смешанного возбуждения.
Среди способов регулирования скорости регулирование частоты вращения изменением сопротивления цепи якоря является самым неэкономичным из-за больших потерь в регулировочном реостате.