Elektromechanické vlastnosti stejnosměrných motorů
Stejnosměrné motory s plynulou regulací otáček se používají v pohonech různých strojů, obráběcích strojů a provozů. Spolu s širokým rozsahem regulace otáček umožňují získat mechanické vlastnosti s různou (požadovanou) tuhostí.
Z kurzu elektrotechniky je známo, že rovnici mechanických charakteristik [n = f (M)] lze zapsat jako
kde koeficienty Ce a Cm závisí na konstrukčních údajích motoru; U je síťové napětí; F je magnetický tok motoru; R je odpor obvodu kotvy.
Vzorec ukazuje, že pokud jsou U, R a F konstantní, mechanická charakteristika motoru s paralelním buzením je přímka (obr.). Pokud v obvodu kotvy nejsou žádné odpory, pak je mechanická charakteristika přirozená (přímka 1, obr. A). Bod A odpovídá jmenovitým otáčkám nNa, ale nazývá se ideální volnoběžná frekvence.Tuhost charakteristiky je dána odporem motoru R ', který zahrnuje odpor vinutí kotvy, přídavné póly, kompenzační vinutí, kartáče. Vliv odporu v obvodu kotvy na charakteristiku je znázorněn přímkami 2 a 3 (viz obr. A).
Rýže. 1. Mechanická charakteristika stejnosměrných motorů: a — při změně odporu v obvodu rotoru, b — při změně napětí v kotvě obvodu stejnosměrného motoru se změnou nezávislého buzení, c — při řízení rychlosti otáčení manévrování s budicím vinutím motoru se sériovým buzením, d — s různými režimy brzdění.
Vzorec umožňuje odhadnout vliv napětí U a toku F. Při změně U se mechanická charakteristika motoru s nezávislým buzením posune paralelně k přirozené (obr. C); otáčky naprázdno při konstantních R a U se mění nepřímo s průtokem.
Ze vzorce pro n = 0 máme
tj. startovací moment je úměrný toku.
Rychlost motoru tak může být nastavena změnou magnetického toku, napětí aplikovaného na vinutí kotvy, zavedením odporů do obvodu kotvy.
Regulace otáček motoru změnou F se používá poměrně často, jelikož regulace je plynulá, bez velkých energetických ztrát, podléhá automatizaci. Rozsah nastavení ve směru zvyšování frekvence otáčení nepřesahuje 1:4, lze jej rozšířit zavedením malého stabilizačního vinutí sériového buzení spolu s vinutím přídavných pólů.
Regulace rychlosti otáčení změnou napětí aplikovaného na obvod kotvy motoru je široce používána u nezávisle buzeného motoru (obr. C). V současné době se vyrábí motory s rozsahem regulace až 1:8, rozsah se zvyšuje při použití tyristorových měničů.
Viz k tomuto tématu: Režimy brzdění motoru s paralelním buzením