Машины постоянного тока

Возбуждение  машины постоянного тока

Возбуждение двигателя постоянного  тока является отличительной особенностью таких двигателей. От типа возбуждения  зависят механические характеристики электрических машин постоянного  тока. Возбуждение может быть параллельным последовательным смешанным и независимым. Тип возбуждения означает, в какой  последовательности включены обмотки  якоря и ротора.

При параллельном возбуждении  обмотки якоря и ротора включаются параллельно друг другу к одному источнику тока. Так как у обмотки  возбуждения больше витков чем у якорной то и ток в ней течет незначительный. В цепи, как обмотки ротора, так и обмотки якоря могут включаться регулировочные сопротивления.

Рисунок 1 — схема  параллельного возбуждения машины постоянного тока

Обмотка возбуждения может  подключаться и к отдельному источнику  тока. В этом случае возбуждение  будет называться независимым. У  такого двигателя характеристики будут  схожи с двигателем, в котором  применяется постоянный магнит. Скорость вращения двигателя с независимым возбуждением, как и у двигателя с параллельным возбуждением зависит от тока якоря и основного магнитного потока. Основной магнитный поток создается обмоткой ротора.

Рисунок 2 — схема  независимого возбуждения машины постоянного  тока

Скорость вращения можно  регулировать с помощью реостата включенного в цепь якоря изменяя  тем самым ток в нем. Также  можно регулировать ток возбуждения, но здесь нужно быть осторожным. Так как при его чрезмерном уменьшении или полном отсутствии в  результате обрыва питающего провода  ток в якоре может возрасти до опасных значений.

 
Также при малой нагрузке на валу или в режиме холостого хода скорость вращения может настолько увеличится, что может привести к механическому  разрушению двигателя.

 
 Если обмотка возбуждения включена последовательно с якорной, то такое  возбуждение называется последовательным. При этом через якорь и обмотку возбуждения протекает один и тот же ток. Таким образом, магнитный поток изменяется с изменением нагрузки двигателя. А следовательно скорость двигателя будет зависеть от нагрузки.

Рисунок 3 — схема  последовательного возбуждения  машины постоянного тока

Двигатели с таким возбуждением нельзя запускать на холостом ходу либо с небольшой нагрузкой на вал. Их применяют в том случае если, требуется большой пусковой момент или способность выдерживать  кратковременные перегрузки.

 
 При смешанном возбуждении используются двигатели, у которых на каждом полюсе есть по две обмотки. Их можно включить так чтобы магнитные потоки как складывались, так и вычитались.

Рисунок 4 — схема  смешанного возбуждения машины постоянного  тока

В зависимости от того как  соотносятся магнитные потоки двигатель  с таким возбуждением может работать как двигатель с последовательным так и двигатель с параллельным возбуждением. Все зависит от ситуации, если нужен большой стартовый  момент, такая машина работает в  режиме согласного включения обмоток. Если же необходима постоянная скорость вращения, при динамически изменяющейся нагрузке применяют встречное включение  обмоток.

 
 В машинах постоянного тока можно  изменять направление движения ротора. Для этого необходимо изменить направление  тока в одной из обмоток. Якорной либо возбуждения. Изменением полярности направление вращения двигателя можно добиться только в двигателе с независимым возбуждением, или в котором используется постоянный магнит. В других схемах включения нужно переключать одну из обмоток.

 
 Стартовый ток в машине постоянного  тока достаточно велик, поэтому ее следует  запускать с добавочным реостатом, чтобы избежать повреждения обмоток.