12.3. Двигатели с параллельным возбуждением

Основным различием между режимами генератора и двигателя является то, что в первом случае напряжение представляет собой часть ЭДС якоря, а во втором случае имеет место обратная картина. Напряжение двигателя рав­но напряжению той сети, к которой он присоединен рис. 12. 2. Часть этого напряжения уравновешивается падением напряжения в цепи якоря (в двигателях с последовательным возбужде­нием в цепях якоря и возбуждения). Другая часть уравно­вешивается той ЭДС, которая возникает в обмотке якоря в результате его вращения. Если присоединить к сети неподвижный двигатель, то в первый момент ЭДС будет отсутствовать, и напряжение сети будет уравновешиваться лишь падением напряжения в цепи якоря. Появится так называемый пусковой ток, ве­личина которого находится по закону Ома и намного превосходит нормальный рабочий ток двигателя.         

             Поэтому двигатели постоянного тока приходится снаб­жать пусковыми реостатами, назначение которых – сни­зить пусковой ток до безопасной величины. Схема включе­ния пускового реостата R_д в цепь двигателя с параллель­ным возбуждением показана на рис. 12. 2.                                                                            

Рис. 12. 2. Схема включения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением:

U_сети – напряжение сети; ОВ – обмотка возбуждения; Rрег – пусковой реостат; Я – якорь машины; Rдоб – дополнительный реостат; I_я  – ток якоря; I_в – ток возбуждения.

 Ручка реостата соединяет линию и якорь сначала через большее сопротивление, а потом по мере появления ЭДС в якорной обмотке – через меньшее. Нормально двигатель работает при положении ручки min – Обмотка воз­буждения сразу оказывается под полным напряжением се­ти (с этой целью ручку реостата возбуждения R_B надо пе­ревести в крайнее левое положение), и момент, развивае­мый двигателем, оказывается наибольшим.

Отметим теперь некоторые особенности работы рассмо­тренных двигателей.

Магнитный поток в двигателе с параллельным возбужде­нием остается приблизительно постоянным, поэтому с уменьшением нагрузки угловая скорость двигателя бу­дет возрастать не очень резко.

В двигателе с параллельным возбуждением поток оста­ется приблизительно постоянным независимо от величины  нагрузки (потому что обмотка напряжения включена прямо на напряжение сети, остающееся приблизительно неизменным). Поэтому можно считать, что ток здесь будет прямо пропорционален тормозящему моменту.

Двигатели с параллельным возбуждением представляют собой машину, очень удобную в отношении возможности регулировать угловую скорость. Действительно, пусть, на­пример, наша машина работает с неизменной мощностью, а это значит, что ток, подводимый к якорю, также должен оставаться приблизительно постоянным. Но для того чтобы иметь неизменный ток, нужно, чтобы оставалось неизмен­ным и напряжение, наводимое в якоре.

Для двигателей с последовательным возбуждением оста­ются справедливыми все приведенные рассуждения, но мы видим, что он имеет совершенно другие характери­стики (рис. 12. 3).

Рис. 12. 3 Пуск двигателя посто­янного тока с последовательным возбуждением:

R – пусковой реостат; А – амперметр; М – ротор двигателя; ОВ – двигателя; U – напряжение питания.

Подобно тому, как двигатель с параллельным возбужде­нием идет вразнос при обрыве цепи возбуждения, двигатель с последовательным возбуждением идет вразнос, если он оставлен без нагрузки (и если последовательно с ним не включен дополнительный резистор, способный ограничить нарастающий ток).

Напротив, при увеличении нагрузки двигатель с после­довательным возбуждением будет более резко снижать скорость и магнитный поток. Но зато двигатель будет зна­чительно увеличивать вращающее усилие. Действительно, момент двигателя пропорционален произведению тока и магнитного потока, а в двигателе с последовательным воз­буждением вместе с током (при увеличении нагрузки) бу­дет расти и поток.

Сказанное здесь о двигателе с последовательным воз­буждением делает понятным, почему эти двигатели оказываются очень удобными для электрической тяги: там они никогда не могут остаться без нагрузки – это первое, а вто­рое, и главное – это то, что для целей транспорта очень важно, чтобы при трогании с места и при малой скорости двигатель развивал достаточно большой вращающий мо­мент.