3.1 Пуск двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением

Способы пуска двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением аналогичны способам пуска двигателей с параллельным возбуждением. При этом пусковой момент равен:

(3.1)

где Ф - магнитный поток, Вб;

I_Я.П - пусковой ток, А.

В двигателях с параллельным возбуждением Ф  const, М_П ≡ I_Я.

В двигателях же с последовательным возбуждением при отсутствии насыщения Ф = К_Ф·I_В = К_Ф·I_Я (К_Ф=const) и М ≡ I_Я² .

Получается, что при одинаковой кратности пускового тока пусковой момент в двигателе с последовательным возбуждением больше, чем в двигателях с параллельным возбуждением.

3.2 Механическая и электромеханическая характеристики

Зависимость вида  = f(M), называется механической характеристикой, а зависимость вида  = f(I) - электромеханической характеристикой.

Механическая и электромеханическая характеристики определяются из уравнения:

(3.2)

Без учета насыщения магнитной цепи двигателя выражение принимает вид:

(3.3)

Из уравнения 3.3 видно, что при токе якоря I_Я  0, частота вращения   , то есть двигатель нельзя пускать в ход при отсутствии нагрузки на валу якоря, когда I_Я  0.

Механическая характеристика может быть построена в соответствии с выражением (3.3), если учесть, что:

(3.4)

После подстановки выражения (3.4) в уравнение (3.3) можно записать:

(3.5)

Следовательно, механическая и электромеханическая характеристики  = = f(M) и  = f(I) имеют гиперболический характер, как показано на рисунке 3.2. Так как при I_Я > I_Н на работу двигателя начинает влиять насыщение, характеристики становятся более жесткими.

Рисунок 3.2 Механические и электромеханические характеристики двигателя

В двигателях последовательного возбуждения при сопротивлении в обмотке якоря, равном R_Я  0, верны соотношения:

(3.6)

То есть при изменении моментов в широких пределах мощность в двигателях с последовательным возбуждением изменяется меньше, чем в двигателях с параллельным возбуждением. Поэтому двигатели с последовательным возбуждением используются на электротранспорте (трамвай, метро, электровозы и т.д.).

3.3 Рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения

Увеличение нагрузки приводит к увеличению потребляемой мощности Р₁ и тока якоря I_Я. Их зависимость от мощности на валу якоря Р₂ такая же, как и у двигателей с параллельным возбуждением. Зависимость η от Р₂ тоже одинакова у обоих типов двигателей. Зависимость  = f(P₂) у двигателей с последовательным возбуждением «мягкая», то есть изменяется по закону, близкому к гиперболическому. Момент же М₂, согласно формуле (3.6), пропорционален квадрату мощности Р₂², то есть изменяется по параболической кривой.

Рабочие характеристики представлены на рисунке 3.3.