4-14. Электродвигатели постоянного тока

Изобретение электродвигателя постоянного тока относится к 1834 г. и было сделано Б. С. Якоби.

Так как одна и та же машина может работать в режиме генератора или двигателя, то естественно, что падение напряжения в обмотке якоря при номинальном токе у нее будет одно и то же. Это падение напряжения Следовательно, если к зажимам неподвижного якоря приложить напряжение то его ток будет в раз больше

На такой ток не рассчитаны ни обмотка якоря, ни его щетки и коллектор. Поэтому напряжение на зажимах якоря при пуске с номинальным током должно быть понижено на (96-90 %) включением реостата последовательно с якорем. Реостат, предназначенный для ограничения и регулирования пускового тока, называется пусковым реостатом. Для удешевления реостата считают возможным пускать двигатель с пусковым током, равным Тогда пусковой ток

откуда можно подсчитать сопротивление .

При вращении якоря в его обмотке наводится противо-э. д. с. и ток якоря

по мере нарастания скорости уменьшается.

Надобность в реостате постепенно отпадает, и его сопротивление ступенями уменьшается до нуля. Тогда ток

(4-14а)

Если двигатель вращается вхолостую, то противо-э. д. с. достигает при токе холостого хода При нагрузке на валу, если ток противо-э. д. с. составляет

Частоту вращения двигателя можно подсчитать, воспользовавшись формулой (4-7):

Таким образом частота вращения пропорциональна наводимой в обмотке якоря э. д. с. и обратно пропорциональна магнитному потоку Ф. Так как то

С увеличением нагрузки на валу, т. е. мощности на выходе мощность на зажимах электродвигателя, т. е. мощность на входе растет. Тогда при U = const обязательно растет ток По формуле (4-16) можно видеть, что скорость двигателя должна уменьшаться. С другой стороны, с увеличением тока возрастает размагничивающее действий реакции якоря, отчего скорость должна увеличиваться. Для устойчивей работы двигателя его конструируют так, что влияние падения напряжения всегда больше влияния реакции якоря и скорость с увеличением нагрузки обычно несколько уменьшается.

Вращающий момент двигателя и электромагнитная мощность, развиваемая им с учетом потерь на трение, в соответствии с формулами (4-8) и (4-12) могут быть выражены в виде

и

С увеличением тормозного момента на валу момент вращения М автоматически увеличивается за счет роста тока до тех пор, пока при определенном не наступает равенство моментов Таким образом, каждой нагрузке соответствует определенная частота вращения.

По своим эксплуатационным свойствам электродвигатели, как и генераторы, делятся на четыре типа: с параллельным, независимым, последовательным и смешанным возбуждением.

Если в генераторах интересуются главным образом их электрическими свойствами, то в двигателях рассматривают их механические свойства, например: и др.