вання частот обертання при роботі на постійному струмі в ланцюг якоря включають всі витки обмотки збудження, а при роботі на змінному струмі - тільки частина їх, внаслідок чого відповідно зменшується магнітний потік машини.
В
Рис. 2.104 - Схема включення універсального колекторного двигуна
В універсальних колекторних двигунах, що випускаються вітчизняною промисловістю, обмотку збудження поділяють на дві частини і включають з обох сторін якоря. Таке включення (симетрування обмотки) дозволяє зменшити радіоперешкоди, що створюються двигуном.
При роботі на постійному струмі універсальний колекторний двигун веде себе так само, як двигун постійного струму з послідовним збудженням. Робота ж двигуна на змінному струмі має ряд специфічних особливостей.
Електромагнітний момент при роботі на змінному струмі. У розглянутому режимі струм якоря i a і магнітний потік Ф змінюються за синусоїдальним законом:
; (2.104)
, (2.105)
де Оі - кут, що виникає через втрат потужності в сталі. Миттєве значення електромагнітного моменту
. (2.106)
Графіки зміни струму i a , магнітного потоку Ф і електромагнітного моменту т показані на рис. 2.105, а . Очевидно, що момент двигуна можна представити у вигляді двох складових: постійної
(2.107а)
і змінної, яка змінюється з подвійною частотою,
(2.107б)
В
Рис. 2.105 - Графіки зміни струму, потоку та електромагнітного моменту універсального колекторного двигуна і його векторна діаграма при роботі на змінному струмі
Електромагнітний момент двигуна є змінним, а в окремі проміжки часу навіть гальмівним, однак якір двигуна обертається з рівномірної частотою, так як він має порівняно великий момент інерції. Середнє значення моменту
Характеристики двигуна при роботі на змінному струмі
Векторна діаграма однофазного колекторного двигуна (Рис. 2.106, б ) будується на підставі рівняння
(2.108)
де ОЈ r і ОЈ x - суми активних і реактивних опорів в ланцюзі обмотки якоря.
Е. д. с, індукована в обмотці якоря,
, (2.109)
.
З (6.109) можна отримати залежність частоти обертання від струму якоря:
. (2.110)
На підставі (2.108) і (2.109) будуються залежності n = f ( I а ), M = f ( I a ) і n = f ( M ). Так як спосіб порушення машини при роботі на постійному і змінному струмі залишається незмінним, а формули (2.108) і (2.109) для частоти обертання n і моменту М мають таку ж структуру, як і формули (2.76) і (2.77а), механічні характеристики двигуна при роботі в двох зазначених режимах будуть приблизно однаковими. Однак при змінному струмі в чисельнику (2.109) з'являється додатковий член jД° а ОЈ x зсувний механічну характеристику двигуна в область більше низьких частот обертання (рис. 2.106, а , крива 2). Для того щоб наблизити її до механічної характеристиці, що має місце при роботі на постійному струмі (крива 1), частина витків обмотки збудження при переході на живлення змінним струмом відключають, тобто зменшують магнітний потік машин. При цьому забезпечується однакова номінальна частота обертання двигуна в обох режимах роботи (крива 3 ) .
В В
Рис. 2.106 - Механічні і робочі характеристики універсального колекторного двигуна
У зв'язку із зменшенням магнітного потоку двигуна при роботі на змінному струмі його магнітна система виявляється менш насиченою, ніж при роботі на постійному струмі. Тому при роботі в розглянутому режимі залежність M = f ( I a < i>) наближається до параболічної; залежність n = f ( I a ) до гіперболічної в більшому діапазоні зміни струму, ніж при постійному струмі, а механічна характеристика стає більш м'якою.
Робочі характеристики двигуна при його роботі на постійному (суцільні лінії) і змінному (штрихові лінії) струмі мають приблизно однакову форму. При змінному струмі струм якоря більше, ніж при постійному струмі, через появу реактивної складової і збільшення активної складової внаслідок зростання втрат у сталі. З цих же причин к. п. д. двигуна при змінному струмі менше, ніж при постійному.
Регулювання частоти обертання при роботі на постійному струмі здійснюють шляхом включення в ланцюг якоря реостата, зміни живлячої напруги та струму збудження (шляхом шунтування обмотки збудження реостатом). При змінному струмі регулю...
