并励直流电动机的应用很广。要求转速近似不变或需要在广阔范围内进行调速的生产机械,如大型车床、龙门刨床及磨床等,常采用并励直流电动机来拖动。
并励直流电动机在运转时,不可断开励磁电路;否则,励磁电流等于零,主磁极上只有很小的剩磁通,反电动势很小,电枢电流和转速将急剧增加,会引起严重故障。
(2)串励直流电动机的机械特性串励直流电动机的线路图如图16所示。因为励磁绕组同电枢绕组串联,所以励磁电流Ii和电枢电流Is相等,且等于流人电动机的总电流I,即
Ii=Is=I (3-15)
串励直流电动机的电压平衡方程式为
因此串励直流电动机的磁通将随电枢电流的变化而改变。在负载较轻时,因为磁路不饱和,所以磁通中可以认为与电枢电流I、成正比。此时,电磁转矩M和电枢电流Is的平方成正比,即
从式(3-18可以看出,随着机械负载(电动机的输出功率Pz)的增加,电枢电流增加,电磁转矩增加很快,如图17所示。因此,它的启动转矩和过载能力都较大。这是串励直流电动机的特点之一。所以串励直流电动机在电瓶车、电气机车和汽车、拖拉机的起动机等方面均得到了广泛的应用。
串励直流电动机的转速为
当负载增大时,电枢电流增大,也就是励磁电流增大,因此磁通增大,同时包括励磁绕组在内的电枢电路的
电压降IS (RS +Ri)也增大,即式(3-19)的分母增大,而分子减小,因此串励直流电动机的转速随着负载的增大而迅速下降,如图18所示。但当负载增加到很大时,励磁电流很大,磁路已接近饱和,磁通φ不再随Ii增加时,转速下降较少,机械特性的曲线比较平直。
串励直流电动机的转速随转矩的增加而显著下降的特性叫作软特性。这是串励直流电动机的另一个特点。
串励直流电动机的软特性特别适用于起重设备。例如,当起重机提升重量较轻的货物时,电动机的转速较高,以提高生产率;当提升很重的货物时,其转速较低,以确保工作安全。
必须指出,串励直流电动机禁止在空载或小于额定负载的20 %~30%的情况下运行。因为在空载或轻载时,电动机的转速很高,电枢会受到过大的离心力而损坏。所以,串励直流电动机与生产机械必须直接连接,禁止使用皮带传动,防止皮带滑脱而发生严重事故。
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