§ 33. РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока в соответствии с уравнением скорости возможно изменением сопротивления в цепи якоря, величины магнитного потока полюсов и величины подводимого к двигателю напряжения.
При введении в цепь якоря добавочного сопротивления скорость двигателя снижается. Скорость вращения двигателя при идеальном холостом ходе остается неизменной. Этот способ регулирования скорости получил распространение для всех типов двигателей.
Применение различных по величине добавочных сопротивлений позволяет получить семейство реостатных характеристик с различной степенью жесткости. Однако диапазон регулирования при таком способе сравнительно невелик. В добавочных сопротивлениях происходят значительные потери энергии, пропорциональные относительному изменению скорости. Сопротивления рассчитывают на полный ток нагрузки, поэтому они имеют большой вес и значительные габариты, неудобны в эксплуатации.
Однако этот способ регулирования скорости электродвигателей с параллельным и смешанным возбуждением применяют довольно широко в схемах электроприводов палубных механизмов.
Скорость вращения изменением величины магнитного потока регулируют реостатом, вводимым в цепь возбуждения двигателя. Возрастание величины сопротивления реостата вызывает уменьшение тока возбуждения Iв и, как следствие этого, уменьшение величины магнитного потока Ф. Скорость двигателя возрастет. По условиям коммутации и механической прочности увеличение скорости двигателя сверх номинальной возможно лишь в определенных пределах, поэтому диапазон регулирования ограничивается 3:1 — 4:1. Уменьшение магнитного потока в первый момент переключения скорости связано с некоторым броском тока, на который должны быть рассчитаны обмотки якоря электродвигателя.
В процессе эксплуатации двигателей с параллельным возбуждением необходимо следить за исправностью цепи возбуждения, для чего в цепь обмотки возбуждения включают реле обрыва поля или реле минимального тока.
Регулирование скорости вращения двигателя изменением величины подводимого к нему напряжения возможно лишь в том случае, если двигатель получает питание от отдельного источника электроэнергии. В судовых условиях применяют специальную систему генератор — двигатель (Г—Д), описание которой дается в § 43.
Скорость вращения двигателя с последовательным возбуждением регулируют введением регулировочного сопротивления в цепь якоря, шунтированием обмотки якоря или обмотки возбуждения (рис. 51).
Рис. 51. Регулирование скорости вращения электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением шунтированием обмотки якоря или обмотки возбуждения
При введении в цепь якоря регулировочного сопротивления скорость вращения двигателя с последовательным возбуждением, регулируют примерно так же, как и у двигателя с параллельным возбуждением. Для этого способа регулирования скорости вращения двигателя характерны те же недостатки.
Регулирование скорости вращения шунтированием обмотки якоря возможно лишь в сторону уменьшения скорости двигателя. В первый момент после включения шунтирующего сопротивления ток в якоре двигателя уменьшается, так как часть его ответвляется в шунтирующее сопротивление. Диапазон регулирования возможен до 5:1.
Способ неэкономичен, однако в судовых условиях он применяется для электроприводов, работающих по экскаваторным характеристикам.
Регулирование скорости вращения шунтированием обмотки возбуждения позволяет увеличивать скорость вверх от номинальной. Часть тока возбуждения ответвляется в сопротивление шунта, намагничивающий ток уменьшается и скорость вращения увеличивается, как это следует из уравнения скорости.
При этом способе регулирования подводимая к двигателю мощность Р1, как и полезная мощность P2, несколько увеличивается, а к. п. д. двигателя остается без изменения. Потери в шунтирующем сопротивлении невелики, и способ достаточно экономичен, но диапазон регулирования не превышает 2:1.
Скорость вращения двигателей постоянного тока со смешанным возбуждением регулируется теми же способами, что и двигателей с параллельным возбуждением: введением регулировочного сопротивления в цепь якоря двигателя, шунтированием обмотки якоря двигателя, введением в цепь параллельного возбуждения регулировочного реостата.
