Як вже говорилося раніше в моїй попередній статті, двигуни постійного струму застосовуються в різних промислових, транспортних системах, в яких необхідно здійснювати плавне регулювання швидкості обертання або витримувати постійність моменту (прокатні стани, ліфти, металорізальні верстати).
Малюнок 1 - Схема ДПТ НВ
Частота обертання двигуна постійного струму з незалежним збудженням описується формулою нижче. Цей вислів є електромеханічної характеристикою ДПТ:
U - напруга живлення мережі;
I я - струм протікає в якірній обмотці;
Rя - опір якірного ланцюга;
k - конструктивний коефіцієнт;
Ф - магнітний потік.
Якщо підставити формулу моменту в вираз частоти обертання, то ми отримаємо електромеханічну характеристику, виражену через момент:
Дане рівняння механічної характеристики визначає залежність швидкості обертання двигуна до моменту на його валу. Якщо розглядати момент в статиці, то він буде дорівнює моменту опору Мс. Відповідно, рівняння визначає залежність швидкості обертання двигуна від моменту опору Мс.
При прямому пуску двигуна, пусковий струм значно більше номінального Iп >> Iн. тому якірна обмотка починає сильно грітися і може вийти з ладу. Крім того, великі пускові струми вкрай негативно впливають на щітково-колекторний вузол. Тому, початковий струм зазвичай обмежують введенням додаткового опору в якірний ланцюг двигуна. Величина максимального перевищення пускового струму від номінального може досягати від 2 до 5 разів Iп = (2-5) * Iн. в залежності від конструкції і типу ДПТ.
Малюнок 2 - реостатно пуск ДПТ
Як Ви могли помітити, пуск відбувається в кілька ступенів - це необхідно для більш плавного розгону. Нахил механічної характеристики залежить від величини додаткового опору, і чим воно більше, тим нахил крутіше. Тобто характеристика стає більш жорсткою.
Малюнок 3 - Залежність нахилу хутро. характеристики ДПТ від додаткового опору
Так само регулювання частоти обертання двигуна може здійснюватися зниженням напруги живлення:
Малюнок 4 - Залежність частоти обертання ДПТ від напруги живлення
Відмітна особливість двигунів постійного струму від АТ - це можливість регулювання швидкості вгору від основної, зміною магнітного потоку. Однак економічно вигідно регулювати частоту обертання тоді, коли струм якоря є номінальним. Значення моментів будуть різними для різних величин магнітного потоку Ф. Такі точки значень номінальних моментів будуть розташовуватися на пунктирною гіперболічної кривої (малюнок 6).
Малюнок 5 - Регулювання швидкості обертання ДПТ НВ зміною магнітного потоку
Малюнок 6 - Зміна магнітного потоку зі збереженням оптимальних номінальних параметрів
Генераторний режим ДПТ НВ поділяють на: