Постоянного тока электродвигатель

        Постоянного тока машина, работающая в режиме двигателя. П. т. э. дороже двигателей переменного тока и требуют больших затрат на обслуживание, однако они позволяют плавно и экономично регулировать частоту вращения в широких пределах, вследствие чего получили распространение на рельсовом и безрельсовом электрифицированном транспорте, в подъёмных кранах, на прокатных станах, в устройствах автоматики и т.п.

         Основные характеристики П. т. э. — зависимость частоты вращения n от вращающего момента (момента на валу) М, называемая механической характеристикой, и зависимость вращающего момента от тока якоря (ротора) I_я. Вид характеристик (рис. 2) определяется системой возбуждения двигателя (рис. 1); возбуждение может быть независимым, параллельным или смешанным. При независимом и параллельном возбуждении частота вращения меняется незначительно, зависимость n = f (M) имеет слабо выраженный падающий характер (т. н. «жёсткая» характеристика). Для того чтобы частота вращения при изменении момента вращения менялась в широких пределах, применяют последовательное возбуждение; при этом зависимость n = f (M) имеет явно выраженный падающий характер («мягкая» характеристика). Иногда у П. т. э. с независимым возбуждением частота вращения по разным причинам может увеличиваться с возрастанием момента на валу, что приводит к неустойчивой работе двигателя. Для поддержания устойчивого режима работы, обеспечиваемого падающим характером кривой n = f (M). часто применяют смешанное возбуждение (устаревшее название — Компаундное возбуждение), при котором основной магнитный поток создаётся параллельной обмоткой возбуждения, а последовательная обмотка является стабилизирующей. При смешанном возбуждении механическая характеристика имеет промежуточный характер.

         При подключении П. т. э. к источнику питания ток в обмотке якоря (пусковой ток) в 15—20 раз превышает номинальное значение (в начальный момент эдс якоря равна 0 и ток ограничивается лишь сопротивлением цепи якоря). Для того чтобы уменьшить пусковой ток, в цепь якоря включают т. н. Пусковое сопротивление, которое по мере нарастания частоты вращения постепенно уменьшают; по окончании пуска его замыкают накоротко.

         П. т. э. с параллельным возбуждением имеют пределы регулирования частоты вращения примерно 1: 3. У них удобнее и дешевле всего регулировать частоту вращения реостатом в цепи возбуждения. Регулирование может производиться как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения частоты вращения, причём при всех частотах вращения кпд сохраняется достаточно высоким.

         У П. т. э. с последовательным возбуждением частота вращения регулируется в сторону уменьшения реостатом в цепи якоря, в сторону увеличения — включением параллельно обмотке возбуждения шунтирующего сопротивления. Потери в реостате, введённом в цепь якоря, существенно снижают кпд. При шунтировании обмоток возбуждения кпд изменяется незначительно.

         В СССР П. т. э. выпускаются сериями, например серия ДК мощностью 40—110 квт на напряжения 250, 350, 750 в с регулированием частоты вращения от 0 до 4000 об/мин — для городского электрифицированного транспорта, серия Д мощностью 2,5—185 квт на напряжения 220—440 в с диапазоном регулирования частоты вращения 1: 3 — для привода мощных прокатных станов, подъёмных кранов всех типов и т.п. В системах автоматического регулирования и в электроприборах бытового назначения получили распространение электроприводы с микродвигателями постоянного тока. Основное их достоинство — значительно большие, чем у микродвигателей переменного тока, диапазон и точность регулирования.

         Лит. см. при ст. Постоянного тока машина.

         Л. М. Петрова.

        

        Рис. 1. Схемы возбуждения двигателя постоянного тока: а — параллельное, б — последовательное, в — смешанное возбуждение; U — напряжение питания; Я — якорь; Д — обмотка дополнительных полюсов; В — параллельная обмотка возбуждения; П — последовательная обмотка возбуждения; ПР — пусковой реостат; РР — регулировочный реостат; I_в — ток возбуждения; I_я — ток якоря.

        

        Рис. 2. Естественные (без регулирования возбуждения) механические характеристики (вверху) и характеристики момента (внизу) двигателей постоянного тока: а — при параллельном, б — при последовательном, в — при смешанном возбуждении; n — частота вращения двигателя; М — момент на валу; I_я — ток якоря: I₀ — ток холостого хода.