12.4. Двигатель со смешанным возбуждением

12. 4. Двигатель со смешанным возбуждением

Схема включения двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением показана на рис. 12. 4. На каждом полюсе такого двигателя имеются две обмотки — параллельная и последовательная. Их мож­но включить так, чтобы магнитные потоки складыва­лись (согласное включение) или вычитались (встреч­ное включение).

Рис. 12. 4. Схема включения двигателя постоянного тока смешанного возбуждения: ОВ₁ –  обмотка последовательная; ОВ₂ – обмотка параллельная; А – амперметр; ПР – пусковой реостат; РВ – регулировочный; М – ротор; U – напряжение сети.

В зависимости от соотношения магнит­ных потоков обеих обмоток двигатель со смешанным возбуждением по своим свойствам приближается либо к двигателю с параллельным возбуждением, либо с последовательным.

12. 5. Коммутация в машинах постоянного тока

Во время работы машины постоянного тока про­исходит непрерывное переключение секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую, при этом ток в переключенных секциях изменяет свое направление на противоположное. Так как время этого перехода очень мало, то скорость изменения тока в секции велика. Если учесть то, что секция размещена на стальном сердечнике (индуктивность велика), то процесс переключения секции может сопровождаться появлением в ней значительной ЭДС самоиндук­ции и, возможно, искрением.

Процесс переключения секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую и все сопровож­дающие его явления называют процессом коммута­ции. Неудовлетворительная коммутация является электрической причиной искрения. Кроме электри­ческой причины искрения существует и механичес­кая – ухудшение контакта между коллектором и щетками. Необходимым условием долговечности машины постоянного тока является отсутствие искре­ния под щетками, поскольку искры быстро разруша­ют пластины коллектора и щетки.

Рис. 12. 5

Улучшение условий коммутации в машинах постоянного тока осуществ­ляется, главным образом, с помощью дополнительных полюсов. Дополнительные полюсы действуют следующим образом. ЭДС самоиндукции в коммутируемых секциях возникает при прохождении этих секций вблизи геометрической нейтрали и зависит от значе­ния тока нагрузки. Если в этот момент каким-либо дополнительным полем создать в коммутируемой секции

ЭДС, равную по величине и противоположную по направлению, то дополнительный ток при этом может быть скомпенсирован. Для создания этого до­полнительного поля на геометрической нейтрали раз­мещают дополнительные полюсы, обмотки которых включают последовательно в цепь нагрузки (рис. 12. 6).

Рис. 12. 6. Машина постоянного тока: I_я – I_я дополнительные полюса расположенные на геометрической нейтрали; N – S главные полюса.

Поле дополнительных полюсов индуцирует в коммутируемых секциях коммутирующую ЭДС, про­порциональную току нагрузки и компенсирующую ЭДС самоиндукции в этих секциях. При этом поле дополнительных полюсов ослабляет также и влияние реакции якоря.

У генераторов за главным полюсом по направ­лению его вращения размещают дополнительный полюс противоположной полярности, а у двигателей — такой же полярности. Полярность дополнитель­ных полюсов сохраняется и при переходе машины из режима работы генератора в режим двигателя, по­скольку направление тока изменяется на противопо­ложное.