Первый способ применяют редко, так как он неэкономичный, дает возможность вести регулирования частоты вращения только под нагрузкой и заставляет использовать механические характеристики, имеющие разный наклон. При регулировании по этому способу обращает предельно допустимый момент остается постоянным. Магнитный поток не меняется, и если примерно считать, что сила тока, обусловленная длительно допустимым нагревом двигателя, одинакова на всех частотах вращения, то предельно допустимый момент также должен быть одинаков на всех скоростях.
Регулирование скорости двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением изменением магнитного потока получило значительное распространение. Величину потока можно изменять реостатом. При увеличении сопротивления этого реостата уменьшается сила тока возбуждения и магнитный поток и увеличивается частота вращения. Каждому уменьшенном значению магнитного потока Ф соответствуют увеличенные значения n0 и b.
Таким образом, при ослаблении магнитного потока механические характеристики представляют собой прямые линии, расположенные выше естественной характеристики, непараллельные ей и имеют тем больший наклон, чем меньше потокам они отвечают. Число их зависит от числа контактов на реостате и может быть достаточно большим. Таким образом, регулирование частоты вращения ослаблением потока может быть сделано практически бесступенчатым.
Если по-прежнему примерно считать предельно допустимую силу тока на всех скоростях одинаковой, то P = const Таким образом, при регулировании частоты вращения изменением магнитного потока предельно допустимая мощность двигателя остается постоянной при всех скоростях.Предельно допустимый момент изменяется обратно пропорционально частоте вращения. При повышении частоты вращения двигателя ослаблением поля увеличивается искрение под щетками вследствие роста реактивной э. Д. С, наводимой в коммутируемых секциях двигателя.
При работе двигателя с ослабленным потоком уменьшается устойчивость работы, особенно когда нагрузка на валу двигателя является переменной. При малом значении потока заметно размагничивающее действие реакции якоря. Так как размагничивающее действие определяется величиной силы тока якоря электродвигателя, то при изменениях нагрузки частота вращения двигателя резко меняется. Для повышения устойчивости работы регулируемые двигатели с параллельным возбуждением обычно поставляют слабой последовательной обмоткой возбуждения, поток которой частично компенсирует размагничивающее действие реакции якоря.
Двигатели, предназначенные для работы с повышенными частотами вращения, должны обладать повышенной механической прочностью. При высоких скоростях усиливаются вибрации двигателя и шум при работе. Эти причины ограничивают наибольшую частоту вращения электродвигателя. Ниже частота вращения также имеет определенный практический предел.
Номинальный момент определяет размеры и стоимость двигателей постоянного тока (так же как и асинхронных двигателей). При снижении маленькой, в данном случае номинальной, частоты вращения двигателя определенной мощности номинальный момент его возрастет. Размеры двигателя при этом увеличатся.
На промышленных предприятиях наиболее часто применяют двигатели с диапазонами регулирования.
Для расширения диапазона регулирования частоты вращения изменением магнитного потока иногда употребляют особую схему возбуждения двигателя, позволяет улучшить коммутацию и снизить влияние реакции якоря на высоких частотах вращения двигателя. Питание катушек двух пар полюсов разделяют, образуя две независимые цепи: цепи катушек одной пары полюсов и цепь другой пары.
Одна из цепей включают на постоянное напряжение, в другой изменяют величину и направление тока. При таком включении общий магнитный поток, который взаимодействует с якорем, можно изменять от суммы наибольших потоков катушек двух цепей к их разности. Катушки включены так, что через одну пару полюсов всегда проходит полный магнитный поток. Поэтому реакция якоря сказывается в меньшей степени, чем при ослаблении магнитного потока всех полюсов. Так можно регулировать все многополюсные двигатели постоянного тока с волновой обмоткой якоря. При этом достигается устойчивая работа двигателя в значительном диапазоне скоростей. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока с помощью изменения напряжения, подводимого требует применения специальных схем.
Двигатели постоянного тока по сравнению с асинхронными значительно труднее и в несколько раз дороже. К. п. Д. Этих двигателей ниже, а эксплуатация их более сложная.
Промышленные предприятия получают энергию трехфазного тока, и для получения постоянного тока нужны специальные преобразователи. Это связано с дополнительными потерями энергии. Основной причиной применения для привода металлорежущих станков двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением является возможность практически бесступенчатого и экономического регулирования их частоты вращения.
В станкостроении применяют комплектные приводы с выпрямителями и двигателем постоянного тока с параллельным возбуждением (рис. 1). С помощью реостата PC меняют силу тока возбуждения электродвигателя, обеспечивая практически бесступенчатое регулирование его частоты вращения в диапазоне 2: 1. В комплект привода входит пусковой реостат РП, а также аппаратура защиты, не показал.
Схема электропривода постоянного тока с выпрямителем Выпрямители (B1 - В6), погруженные в трансформаторное масло, и всю аппаратуру помещают в шкафу управления, а реостат PC устанавливают в месте, удобном для обслуживания.