Что представляет собой обмотка якоря двигателя постоянного тока

Реакция якоря в двигателе постоянного тока.

При том же направлении вращения якоря и полярности напряжения на зажимах машины направление реакций якоря в двигателе отличны от случая генератора. Это связано с тем, что отлично направление тока в проводниках обмотки якоря.

В двигателе поперечная реакция якоря усиливает магнитное поле под набегающим краем полюсного наконечника, и ослабляет – под сбегающим. Линия физической нейтрали смещается против направления вращения якоря.

Возникающая при сдвиге щёток с геометрической нейтрали продольная реакция якоря намагничивает двигатель при сдвиге по направлению вращения якоря и размагничивает при сдвиге щёток против направления вращения якоря.

Общие положения теории коммутации.

Коммутация представляет собой совокупность явлений, связанных с изменением тока в проводниках обмотки якоря при прохождении их через зону, где они замыкаются накоротко щётками, наложенными на коллектор.

Согласно ГОСТ степень искрения под сбегающим краем щётки оценивается по шкале искрения. Шкала искрения делится на 5 классов коммутации.

Причины искрообразования между щёткой и коллектором:

1. Механические причины. Связаны с геометрическим несовершенством выполнения коллектора и щёточного аппарата. Эллиптическая форма коллектора, выступание отдельных коллекторных пластин, недостаточная балансировка коллектора, дрожание и вибрация щёток в обойме и т.п.

2. Электрические причины. Повышение напряжения между коллекторными пластинами выше допустимого, появление кругового огня на коллекторе, повышенные напряжения и плотности тока в момент разрыва контура между щёткой и пластиной и др.

Анализ электрических причин искрения имеет смысл лишь при отсутствии механических причин.

Классическая теория коммутации (Е. Арнольд) предполагает, что:

1. Коллектор и щётки механически совершенны;

2. Удельное сопротивление контакта между щёткой и коллектором постоянно ρ = const и независимо от плотности тока в контакте и площади контактной поверхности ρ ≠ f(j_конт, S_конт).

15. Коммутация сопротивлением без учёта ЭДС, индуктируемой в контуре к.з. секции.

1. Толщина изоляционной прокладки между коллекторными пластинами = 0.

2. Ширина щётки = одному коллекторному делению (щётка контактирует максимум с двумя пластинами).

3. Сопротивление секции обмотки и «петушков» = 0.

4. ЭДС, наводимые в коммутируемой секции, отсутствуют или они компенсируют друг друга.

Сопротивление контактов щётки и коллекторных пластин:

Схема замещения коммутируемой секции с учётом 3 допущения:

График изменения тока в коммутируемой секции при переходе щётки с одной коллекторной пластины на другую:

При переходе щётки на последующую пластину коллектора ток i аналогично возрастает до значения +i_a и т.д.

Плотности тока: полная j, под сбегающим j₁ и набегающим j₂ краями щётки одинаковы:

Дата добавления: 2015-04-21 ; просмотров: 16 ; Нарушение авторских прав

Что представляет собой обмотка якоря двигателя постоянного тока

В последнее время в некоторых системах автоматического регулирования получили широкое распространение малоинерционные электродвигатели постоянного тока с печатной обмоткой якоря.

Рис. II.42. Электродвигатель постоянного тока с печатной обмоткой якоря: 1 — диск якоря; 2, 8 — кольца из ферромагнитного материала; 3 — втулка; 4 — печатная обмотка якоря; 5 — щеткодержатель; 6 — постоянные магниты; 7 — полюсные наконечники; 9 — вал

Они используются, например, в устройствах ввода — вывода вычислительных машин, дисковых устройствах памяти, в приводах различных лентопротяжных механизмов. Якорь этих электродвигателей имеет форму диска, на торцовые поверхности которого печатным способом нанесена обмотка якоря. Электродвигатели с печатной обмоткой мощностью до 200 Вт не имеют специального коллектора. На рис. II.42 показана конструкция электродвигателя с печатной обмоткой якоря. В магнитном поле постоянного магнита с торцовыми наконечниками 7 вращается тонкий диск 1 из изоляционного материала. На обе плоскости этого диска нанесена печатным способом однослойная простая обмотка постоянного тока (рис. II.43). Соединение обеих сторон печатной обмотки производится при помощи специальных «гальванических» заклепок.

Рис. II.43. Дисковый якорь с печатной обмоткой: 1 — печатные проводники обмотки; 2 — участки печатного монтажа, соответствующие месту установки щеток; 3 — заклепки

Профиль лобовых частей эффективных проводников обычно выполняется по эвольвенте, что позволяет обеспечить по всей части одинаковую плотность тока.

Кольца из ферромагнитного материала выполняют те же функции, что и сердечник якоря в электродвигателях обычной конструкции, т. е. являются элементами магнитной системы, через которые замыкается основной магнитный поток. Так как секции печатной обмотки одновитковые, а количество секций ограничено размерами диска, то электродвигатели с печатной обмоткой выполняют обычно на низкое напряжение сети.

Для увеличения мощности электродвигателя в некоторых конструкциях применяют многодисковое исполнение ротора. В этом случае электродвигатель представляет собой совокупность нескольких машин с печатной обмоткой ротора, собранных в одной магнитной системе. Мощность таких электродвигателей может достигать 20 кВт.

Электромеханическая постоянная времени электродвигателя постоянного тока с якорным управлением при одинаковых напряжениях управления и возбуждения может быть вычислена по формуле [9]

где Т — электромеханическая постоянная времени, с;

— момент инерции якоря, ;

— частота вращения холостого хода, об/мин;

— пусковой момент, .

Для обеспечения минимальной величины электромеханической постоянной времени электродвигателя с печатной обмоткой диаметр диска должен быть минимальным. Вместе с этим на диске должно размещаться достаточное число проводников обмотки, обеспечивающее требуемые номинальные данные. В связи с этим для получения минимальных размеров диска якоря следует среднюю индукцию в воздушном зазоре выбирать возможно большей [2]:

где — средняя индукция в воздушном зазоре,

Ф — полезный поток полюса в воздушном зазоре,

полюсный шаг по среднему диаметру активной части диска, см;

— средний диаметр активной части диска, см;

— число пар полюсов машины;

— размер полюса по радиусу диска, соответствующий активной длине проводника якоря.

с. дискового якоря с печатной обмоткой можно определить по известной формуле для э. д. с. барабанного якоря [6]:

где — общее число проводников на двух сторонах диска.

Максимально возможное число проводников, размещаемое на одной стороне диска, можно определить из следующего соотношения:

где — наименьший диаметр окружности центров гальванических заклепок внутренней лобовой части обмотки, мм; — шаг между осями соседних гальванических заклепок.

Практически электромеханическая постоянная времени электродвигателей постоянного тока с печатной обмоткой якоря в 3—5 и более раз меньше электромеханической постоянной времени двухфазного асинхронного электродвигателя с полым ротором той же мощности.

Для электродвигателей мощностью с номинальной частотой вращения 3000 об/мин величина электромеханической постоянной времени находится в диапазоне 0,01-0,023 с [15].

Помимо высокого быстродействия отличительной особенностью электродвигателей с печатной обмоткой ротора является коммутация, практически не сопровождающаяся искрением. Это объясняется тем, что обмотка якоря обладает незначительной индуктивностью. Поэтому реактивная э. д. с., наводимая в коммутирующих секциях, незначительна по величине.

К недостаткам электродвигателя с печатной обмоткой ротора следует отнести более низкий к. п. д. и ограниченную долговечность вследствие износа контактирующей поверхности проводников обмотки якоря.

Секции обмоток якоря

Выше было указано, что как петлевая, так и волновая обмотки состоят из витков. Отличие одной обмотки от другой заключается в том, что витки со стороны коллектора соединяются между собой по-разному. В той и другой обмотках к каждой коллекторной пластине присоединяются два проводника, из которых один является концом предыдущего витка, а другой — началом следующего.

Так как каждый виток состоит из двух проводников и к каждой коллекторной пластине присоединяются также по два проводника, то очевидно, что число коллекторных пластин будет равно числу витков и в два раза .меньше числа проводников.

Число витков обмотки, как мы увидим ниже, определяется напряжением машины. Если число витков обмотки якоря принять равным числу коллекторных пластин, то при некотором напряжении число последних может получиться настолько большим, что коллектор трудно будет выполнить. Коллекторные пластины в

этом случае будут очень тонкими и в них трудно будет впаять проводники обмотки якоря или медные пластинки (петушки), к которым припаиваются проводники; это обстоятельство заставило бы сильно увеличить диаметр коллектора. Для получения приемлемых размеров коллектора можно искусственно уменьшить число коллекторных пластин, соединив последовательно несколько рядом лежащих витков, т. е. конец первого витка, не присоединяя его к коллектору, соединяют с началом второго, конец второго — с началом третьего и т. д. Начало первого витка и конец последнего присоединяют к коллектору.

На рис. 1-15 показана часть волновой обмотки, у которой между двумя коллекторными пластинами находятся три последовательно соединенных витка.

Часть обмотки, заключенную между двумя коллекторными

пластинами, встречаемыми при обходе обмотки по схеме, называют секцией. В частном случае, когда каждый виток присоединяется к коллекторным пластинам, мы получим обмотку, в которой секции состоят из одного витка, т. е. витки обмотки якоря в этом случае являются секциями.

Очевидно, что схема обмотки, т. е. порядок соединения секций, останется неизменной, будет ли секция состоять из одного витка или из нескольких. В том и другом случае секции необходимо соединять между собой таким образом, чтобы э. д. с в них складывались. В дальнейшем для большей ясности схем обмоток мы будем считать, что секция состоит из одного витка. Каждую сторону секции называют секционной стороной; если секция состоит из нескольких витков, то секционная сторона содержит столько проводников, сколько витков в секции.

Связь между числом секций и числом коллекторных пластин обмотки якоря

— число витков в секции и К— число коллекторных пластин.

Общее число витков обмотки якоря равно числу проводников ЛГ, деленному на два, ибо каждый виток состоит из двух проводников.

Число секций обмотки якоря 5 равно общему числу витков обмотки якоря, деленному на число витков в секции, т. е.

Для выполнения секций обмотки якоря необходимо знать их ширину, т. е. расстояние между проводниками обмотки якоря, соединяемыми со стороны, противоположной коллектору.

(рис. 1-13 и 1-14). Это расстояние для любой обмотки (петлевой или волновой) должно равняться или незначительно отличаться от расстояния между серединами соседних полюсов (полюсного шага). Только в этом случае э. д. с. соединяемых проводников будут складываться.

Первый шаг представляет собой ширину витка обмотки. Выполняя обмотку, мы конец данной секции соединяем с началом следующей. Это соединение в петлевой и волновой обмотках выполняется по-разному.

(рис. 1-13 и 1-14). Второй шаг определяет расстояние между проводниками (секционными сторонами), соединенными со стороны коллектора.

шагов обмотки не дает еще

полного представления о ней. Действительно, зная эти шаги, еще трудно сказать, какая будет обмотка — петлевая или волновая. Все зависит от того, в какую сторону мы будем смещаться, соединяя конец данной секции с началом следующей. Если мы сместимся назад, к началу исходной секции, то получим петлевую обмотку, если вперед, то получим волновую обмотку.

Эту неопределенность можно устранить, если задать расстояние между началами секций, встречаемыми при обходе обмотки по схеме.

Далее, для выполнения обмотки необходимо знать расстояние между коллекторными пластинами, к которым присоединены начало и конец витка.

Как было указано ранее, в настоящее время обмотки якорей машин постоянного тока выполняются в виде двухслойных обмоток. Если число секций обмотки небольшое, то число пазов берут равным числу секций. В этих случаях в каждом пазу лежат по две секционные стороны: одна — вверху паза, а другая — внизу (конечно, эти секционные стороны принадлежат разным секциям).

В тех случаях, когда число секций получается большим, число пазов уменьшают, укладывая вверху и внизу паза по нескольку секционных сторон рядом — обычно не больше пяти. Этим самым мы

заменяем одним реальным пазом несколько пазов, в которых было бы только по две секционные стороны или по два проводника.

На рис. 1-16, а изображены пазы с одной секционной стороной по ширине паза, а на рис. 1-16, б — с тремя сторонами. Паз, в котором по ширине лежит одна секционная сторона, называется простейшим или элементарным. Паз, показанный на рис. 1-16, б, представляет собой три элементарных паза, совмещенных в одном реальном пазу. Таким образом, элементарным пазом мы будем называть две секционные стороны, расположенные друг под другом. В тех случаях, когда секция имеет несколько витков, секционная сторона будет состоять из нескольких проводников. На рис. 1-17 показан реальный паз, состоящий из трех элементарных пазов, причем секции имеют по два витка.

Назовем расстояние между соседними элементарными пазами промежутком или интервалом; при этом не будем считаться с тем, что этот промежуток при переходе от одного реального паза к соседнему больше.

, то нужно от какого-либо проводника (или, иначе, секционной стороны) принятого за начало секции (например, проводник, лежащий вверху паза), отсчитать шесть промежутков и со стороны, противоположной коллектору, соединить его с проводником, лежащим внизу седьмого элементарного паза. Так как на каждый элементарный паз приходится по две секционные стороны, то число элементарных пазов по всей окружности равно числу секций или, согласно ранее полученному выводу, числу коллекторных пластин.

На рис. 1-16 и 1-17 показана нумерация элементарных пазов.

Следует отметить, что направление отсчета пазов, секций и коллекторных пластин принято вести по часовой стрелке, глядя со стороны коллектора.

а число пазов якоря через Z тогда число коллекторных пластин, а следовательно, и число элементарных пазов, будет

число секционных сторон, лежащих по ширине

паза в каждом слое обмотки якоря, т. е. число элементарных пазов или число коллекторных пластин, приходящихся на один реальный паз.

Указанные на рис. 1-16 и 1-17, расположения проводников в пазах являются наиболее распространенными. Однако для многих якорей применяют и другие расположения проводников в пазах. Так, для якорей низковольтных генераторов с небольшим числом проводников применяют однослойные обмотки — в каждом пазу лежит один проводник. В этом случае два рядом лежащих паза следует рассматривать как один элементарный и нумерацию проводников выполнять по рис. 1-18. В двигателях для трамваев, троллейбусов и вагонов (тяговых двигателях) якоря имеют большое число проводников. Для уменьшения ширины пазов в таких якорях применяют так называемую

вертикальную укладку секций в пазах, при которой уменьшается толщина изоляции по ширине паза. На рис. 1-19 показано расположение и нумерация секционных сторон при такой укладке. Для осуществления присоединения к коллектору проводники перегибаются или расплющиваются.

Двигатель постоянного тока: принцип действия. Двигатель постоянного тока: устройство

Первой из всех изобретенных в 19 веке вращающихся электромашин является двигатель постоянного тока. Принцип действия его известен с середины прошлого столетия, и до настоящего времени двигатели постоянного тока (ДПТ) продолжают верно служить человеку, приводя в движение множество полезных машин и механизмов.

Первые ДПТ

Начиная с 30-х годов 19 века в своем развитии они прошли несколько этапов. Дело в том, что до появления в конце позапрошлого века машинных генераторов переменного тока единственным источником электроэнергии был гальванический элемент. Поэтому все первые электродвигатели могли работать только на постоянном токе.

Каким же был первый двигатель постоянного тока? Принцип действия и устройство двигателей, строившихся в первой половине 19 века, являлся следующим. Явнополюсный индуктор представлял собой набор неподвижных постоянных магнитов или стержневых электромагнитов, не имевших общего замкнутого магнитопровода. Явнополюсный якорь образовывали несколько отдельных стержневых электромагнитов на общей оси, приводимых во вращение силами отталкивания и притяжения к полюсам индуктора. Типичными их представителями являлись двигатели У. Риччи (1833) и Б. Якоби (1834), оснащенные механическими коммутаторами тока в электромагнитах якорях с подвижными контактами в цепи обмотки якоря.

Как работал двигатель Якоби

Каков же был у этой машины принцип действия? Двигатель постоянного тока Якоби и его аналоги обладали пульсирующим электромагнитным моментом. В течение времени сближения разноименных полюсов якоря и индуктора под действием магнитной силы притяжения момент двигателя быстро достигал максимума. Затем, при расположении полюсов якоря напротив полюсов индуктора, механический коммутатор прерывал ток в электромагнитах якоря. Момент падал до нуля. За счет инерции якоря и приводимого в движение механизма полюсы якоря выходили из-под полюсов индуктора, в этот момент в них от коммутатора подавался ток противоположного направления, их полярность также менялась на противоположную, а сила притяжения к ближайшему полюсу индуктора сменялась на силу отталкивания. Таким образом, двигатель Якоби вращался последовательными толчками.

Появляется кольцевой якорь

В стержневых электромагнитах якоря двигателя Якоби ток периодически выключался, создаваемое ими магнитное поле исчезало, а его энергия преобразовывалась в тепловые потери в обмотках. Таким образом, электромеханическое преобразование электроэнергии источника тока якоря (гальванического элемента) в механическую происходило в нем с перерывами. Нужен был двигатель с непрерывной замкнутой обмоткой, ток в которой протекал бы постоянно в течение всего времени его работы.

И такой fuhtufn был создан в 1860 году А. Пачинотти. Чем же отличался от предшественников его двигатель постоянного тока? Принцип действия и устройство двигателя Пачинотти следующие. В качестве якоря он использовал стальное кольцо со спицами, закрепленное на вертикальном валу. При этом якорь не имел явно выраженных полюсов. Он стал неявнополюсным.

Между спицами кольца были намотаны катушки обмотки якоря, концы которых соединялись последовательно на самом якоре, а от точек соединения каждых двух катушек были сделаны отпайки, присоединенные к пластинам коллектора, расположенным вдоль окружности внизу вала двигателя, число которых равнялось числу катушек. Вся обмотка якоря была замкнута сама на себя, а последовательные точки соединения ее катушек присоединялись к соседним пластинам коллектора, по которым скользила пара токоподводящих роликов.

Кольцевой якорь был помещен между полюсами двух неподвижных электромагнитов индуктора-статора, так что силовые линии создаваемого ими магнитного поля возбуждения входили в наружную цилиндрическую поверхность якоря двигателя под северным полюсом возбуждения, проходили по кольцевому якорю, не перемещаясь во внутреннее его отверстие, и выходили наружу под южным полюсом.

Как работал двигатель Пачинотти

Какой же у него был принцип действия? Двигатель постоянного тока Пачинотти работал точно так же, как и современные ДПТ.

В магнитном поле полюса индуктора с данной полярностью всегда находилось определенное число проводников обмотки якоря с током неизменного направления, причем направление тока якоря под разными полюсами индуктора было противоположным. Это достигалось размещением токоподводящих роликов, играющих роль щеток, в пространстве между полюсами индуктора. Поэтому мгновенный ток якоря втекал в обмотку через ролик, пластину коллектора и присоединенную к ней отпайку, которая также находилась в пространстве между полюсами, далее протекал в противоположных направлениях по двум полуобмоткам-ветвям, и наконец вытекал через отпайку, пластину коллектора и ролик в другом межполюсном промежутке. При этом сами катушки якоря под полюсами индуктора менялись, но направление тока в них оставалось неизменным.

По закону Ампера, на каждый проводник катушки якоря с током, находящийся в магнитном поле полюса индуктора, действовала сила, направление которой определяется по известному правилу «левой руки». Относительно оси двигателя эта сила создавала вращающий момент, а сумма моментов от всех таких сил дает суммарный момент ДПТ, который уже при нескольких пластинах коллектора является почти постоянным.

ДПТ с кольцевым якорем и граммовской обмоткой

Как это часто случалось в истории науки и техники, изобретение А. Пачинотти не нашло применения. Оно было на 10 лет забыто, пока в 1870 году его независимо не повторил франко-немецкий изобретатель З. Грамм в аналогичной конструкции генератора постоянного тока. В этих машинах ось вращения уже была горизонтальной, использовались угольные щетки, скользящие по пластинам коллектора почти современной конструкции. К 70-м годам 19 века принцип обратимости электромашин стал уже хорошо известен, а машина Грамма использовалась как генератор и двигатель постоянного тока. Принцип действия его уже описан выше.

Несмотря на то, что изобретение кольцевого якоря было важным шагом в развитии ДПТ, его обмотка (названная граммовской) имела существенный недостаток. В магнитном поле полюсов индуктора находились только те ее проводники (называемые активными), которые лежали под этими полюсами на наружной цилиндрической поверхности якоря. Именно к ним были приложены магнитные силы Ампера, создающие вращающий момент относительно оси двигателя. Те же неактивные проводники, что проходили через отверстие кольцевого якоря, не участвовали в создании момента. Они только бесполезно рассеивали электроэнергию в виде тепловых потерь.

От кольцевого якоря к барабанному

Устранить этот недостаток кольцевого якоря удалось в 1873 году известному немецкому электротехнику Ф. Гефнер-Альтенеку. Как же функционировал его двигатель постоянного тока? Принцип действия, устройство его индуктора-статора такие же, как у двигателя с кольцевой обмоткой. А вот конструкция якоря и его обмотка изменились.

Гефнер-Альтенек обратил внимание, что направление тока якоря, вытекающего из неподвижных щеток, в проводниках граммовской обмотки под соседними полюсами возбуждения всегда противоположно, т.е. их можно включить в состав витков расположенной на наружной цилиндрической поверхности катушки с шириной (шагом), равным полюсному делению (части окружности якоря, приходящейся на один полюс возбуждения).

В этом случае становится ненужным отверстие в кольцевом якоря, и он превращается в сплошной цилиндр (барабан). Такая обмотка и сам якорь получили наименование барабанных. Расход меди в ней при одинаковом числе активных проводников гораздо меньше, чем в граммовской обмотке.

Якорь становится зубчатым

В машинах Грамма и Гефнер-Альтенека поверхность якоря была гладкой, а проводники его обмотки располагались в зазоре между ним и полюсами индуктора. При этом расстояние между вогнутой цилиндрической поверхностью полюса возбуждения и выпуклой поверхностью якоря достигало нескольких миллиметров. Поэтому для создания нужной величины магнитного поля требовалось применять катушки возбуждения с большой магнитодвижущей силой (с большим числом витков). Это существенно увеличивало габариты и вес двигателей. Кроме того, на гладкой поверхности якоря его катушки было трудно крепить. Но как же быть? Ведь для действия на проводник с током силы Ампера он должен находиться в точках пространства с большой величиной магнитного поля (с большой магнитной индукцией).

Оказалось, что это не является необходимым. Американский изобретатель пулемета Х. Максим показал, что если выполнить барабанный якорь зубчатым, а в образовавшиеся между зубцами пазы поместить катушки барабанной обмотки, то зазор между ним и полюсами возбуждения можно уменьшить до долей миллиметра. Это позволило существенно уменьшить размеры катушек возбуждения, но вращающий момент ДПТ нисколько не уменьшился.

Как же функционирует такой двигатель постоянного тока? Принцип действия основан на том обстоятельстве, что при зубчатом якоре магнитная сила приложена не к проводникам в его пазах (магнитное поле в них практически отсутствует), а к самим зубцам. При этом наличие тока в проводнике в пазу имеет решающее значение для возникновения этой силы.

Как избавились от вихревых токов

Еще одно важнейшее усовершенствование внес знаменитый изобретатель Т. Эдиссон. Что же добавил он в двигатель постоянного тока? Принцип действия остался неизменным, а вот материал, из которого сделан его якорь, изменился. Вместо прежнего массивного он стал шихтованным из тонких электрически изолированных друг от друга стальных листов. Это позволило уменьшить величину вихревых токов (токов Фуко) в якоре, что увеличило КПД двигателя.

Принцип действия двигателя постоянного тока

Кратко его можно сформулировать так: при подключении обмотки якоря возбужденного двигателя к источнику питания в ней возникает большой ток, называемый пусковым и превышающий в несколько раз его номинальное значение. Причем под полюсами возбуждения противоположной полярности направление токов в проводниках обмотки якоря так же противоположно, как показано на рисунке ниже. Согласно правилу «левой руки», на эти проводники действуют силы Ампера, направленные против часовой стрелки и увлекающие якорь во вращение. При этом в проводниках обмотки якоря наводится электродвижущая сила (противо-ЭДС), направленная встречно напряжению источника питания. По мере разгона якоря растет и противо-ЭДС в его обмотке. Соответственно, ток якоря уменьшается от пускового до величины, соответствующей рабочей точке на характеристике двигателя.

Чтобы повысить скорость вращения якоря, нужно либо увеличить ток в его обмотке, либо снизить противо-ЭДС в ней. Последнего можно добиться, уменьшив величину магнитного поля возбуждения путем снижения тока в обмотке возбуждения. Данный способ управления скоростью ДПТ получил широкое распространение.

Принцип действия двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

С присоединением выводов обмотки возбуждения (ОВ) к отдельному источнику электропитания (независимая ОВ) обычно выполняются мощные ДПТ, чтобы было более удобно регулировать величину тока возбуждения (с целью изменения скорости вращения). По своим свойствам ДПТ с независимой ОВ практически аналогичны ДПТ с ОВ, параллельно подключаемой к обмотке якоря.

Параллельное возбуждение ДПТ

Принцип действия двигателя постоянного тока параллельного возбуждения определяется его механической характеристикой, т.е. зависимостью скорости вращения от нагрузочного момента на его валу. Для такого двигателя изменение скорости при переходе от холостого вращения к номинальному моменту нагрузки составляет от 2 до 10%. Такие механические характеристики называются жесткими.

Таким образом, принцип действия двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением обуславливает его применение в приводах с постоянной скоростью вращения при большом диапазоне изменения нагрузки. Однако он широко используется и в регулируемом электроприводе с переменной скоростью вращения. При этом для регулирования его скорости может применяться изменение как тока якоря, так и тока возбуждения.

Последовательное возбуждение ДПТ

Принцип действия двигателя постоянного тока последовательного возбуждения, как и параллельного, определяется его механической характеристикой, которая в этом случае является мягкой, т.к. частота вращения двигателя значительно варьируется при изменениях нагрузки. Где же выгоднее всего применять такой двигатель постоянного тока? Принцип действия жд тягового двигателя, скорость которого должна уменьшаться при преодолении составом подъемов и возвращаться к номинальной при движении по равнине, полностью соответствует характеристикам ДПТ с ОВ, последовательно соединенной с обмоткой якоря. Поэтому значительная часть электровозов во всем мире оснащена такими устройствами.

Принцип действия двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением реализуют также тяговые двигатели пульсирующего тока, которые представляют собой, по сути, те же ДПТ с последовательной ОВ, но специально сконструированные для работы с выпрямленным уже на борту электровоза током, имеющим значительные пульсации.