Управление скоростью直流电动机的速度控制：电枢电阻控制和磁场磁通控制 请允许我更正上述翻译，根据您的要求准确翻译为俄语： Управление скоростью постоянного тока двигателя: управление сопротивлением якоря и управление потоком поля

Постоянный токовый двигатель — это устройство, преобразующее механическую мощность в электрическую мощность постоянного тока. Одной из самых заметных характеристик постоянного токового двигателя является возможность легкой регулировки его скорости в соответствии с конкретными требованиями с использованием простых методов. Такой уровень удобного управления скоростью недоступен для переменного токового двигателя.

Концепции регулирования скорости и управления скоростью различны. В случае регулирования скорости скорость двигателя изменяется автоматически в ответ на различные условия работы. Напротив, в постоянном токовом двигателе изменения скорости намеренно инициируются либо оператором вручную, либо автоматически через устройства управления. Скорость постоянного токового двигателя определяется следующим соотношением:

Уравнение (1) четко показывает, что скорость постоянного токового двигателя зависит от трех ключевых факторов: напряжения питания V, сопротивления цепи якоря Ra и потока поля ϕ, создаваемого током возбуждения.

• Когда речь идет о управлении скоростью постоянного токового двигателя, манипуляция напряжением, сопротивлением якоря и потоком поля являются ключевыми аспектами. Существует три основных метода для достижения управления скоростью постоянного токового двигателя, которые описаны ниже:

• Изменение сопротивления в цепи якоря (управление сопротивлением якоря или реостатное управление)

• Изменение потока поля (управление потоком поля)

• Изменение приложенного напряжения (управление напряжением якоря)

Более подробное исследование каждого из этих методов управления скоростью приведено далее.
Управление сопротивлением якоря постоянного токового двигателя (двигатель с параллельным возбуждением)
Схема подключения для реализации управления сопротивлением якоря на двигателе с параллельным возбуждением показана ниже. В этом подходе в цепь якоря вставляется переменный резистор Re. Заметим, что изменения значения этого переменного резистора не влияют на магнитный поток, так как обмотка возбуждения напрямую подключена к сети питания.

Характеристика скорости-тока двигателя с параллельным возбуждением показана ниже.

Двигатель с последовательным возбуждением
Теперь рассмотрим схему подключения для управления скоростью постоянного токового двигателя с последовательным возбуждением с помощью метода управления сопротивлением якоря.

При изменении сопротивления цепи якоря одновременно влияет на ток, проходящий через цепь, и магнитный поток внутри двигателя. Падение напряжения на переменном резисторе эффективно уменьшает напряжение, доступное якорю. В результате этого уменьшения приложенного напряжения якоря происходит снижение скорости вращения двигателя.

Характеристическая кривая скорости-тока двигателя с последовательным возбуждением, которая иллюстрирует связь между скоростью двигателя и током, проходящим через него, представлена на рисунке ниже.

При увеличении значения переменного сопротивления Re двигатель работает на более низкой скорости вращения. Поскольку переменное сопротивление проводит весь ток якоря, оно должно быть спроектировано таким образом, чтобы постоянно выдерживать полный номинальный ток якоря без перегрева или выхода из строя.

Недостатки метода управления сопротивлением якоря

• Значительное количество электроэнергии рассеивается в виде тепла в внешнем сопротивлении Re, что приводит к неэффективности и потерям энергии.

• Этот метод управления сопротивлением якоря ограничен только снижением скорости двигателя ниже его нормальной рабочей скорости; он не позволяет увеличивать скорость выше нормального уровня.

• Для любого конкретного значения переменного сопротивления степень снижения скорости не фиксирована, а колеблется в зависимости от нагрузки, приложенной к двигателю, что затрудняет точное регулирование скорости.

• Из-за своих внутренних неэффективностей и ограничений этот метод управления скоростью обычно подходит только для малогабаритных двигателей.

Метод управления потоком поля постоянного токового двигателя

Магнитный поток в постоянном токовом двигателе создается током возбуждения. Следовательно, управление скоростью с использованием этого метода осуществляется путем регулирования величины тока возбуждения.

Двигатель с параллельным возбуждением

В двигателе с параллельным возбуждением переменный резистор RC подключен последовательно с обмотками параллельного возбуждения, как показано на рисунке ниже. Этот RC обычно называют регулятором параллельного возбуждения, играющим важную роль в изменении тока возбуждения и, следовательно, магнитного потока двигателя.

Ток параллельного возбуждения задается уравнением, показанным ниже:

Когда переменный резистор RC вставлен в цепь возбуждения, он ограничивает ток возбуждения. В результате магнитный поток, создаваемый обмотками возбуждения, уменьшается. Это уменьшение потока直接影响速度，导致电机转速增加。因此，电机以超过其正常未改变的速度运行。 这种独特的特性使磁场控制方法在两个主要目的上非常有用。首先，它使电机能够达到高于其标准工作速度的速度，为需要提高旋转速率的应用提供灵活性。其次，它可以用来抵消电机负载时自然发生的转速下降，从而在不同负载条件下保持更一致的速度。 下图展示了并励电动机的转速-转矩曲线，该曲线直观地显示了电机的转速与其产生的转矩之间的关系。当应用磁场控制方法时，该曲线提供了有关电机在不同工作场景下的性能特性的宝贵见解。  **串励电动机** 对于串励电动机，通过以下两种方法之一可以改变磁场电流：使用分流器或采用分接头磁场控制。 **使用分流器** 如下图所示，一个可变电阻 Rd 与串励绕组并联连接。这种配置允许操纵电路中的电流分布，从而影响由串励绕组产生的磁场强度。  在这种设置中，并联电阻被称为分流器。当连接具有可变电阻 Rd 的分流器时，它会将一部分主电流从串励绕组中分流出去。因此，分流器的主要功能是减少流过磁场绕组的电流。随着磁场电流的减小，由磁场产生的磁通量也会减少。这导致电机转速增加。 **分接头磁场控制** 改变串励电动机磁场电流的第二种方法是通过分接头磁场控制。下面展示了该方法的具体电气连接和组件的连接图。  在分接头磁场控制方法中，通过改变有效磁场匝数来调整安匝数。这种特定配置在电力牵引系统中非常适用。通过操纵磁场匝数，可以改变电机磁场绕组产生的磁通量，从而实现对电机速度的精确控制。 串励电动机的转速-转矩特性曲线如图所示，该曲线直观地描绘了电机在各种工作条件下转速与其产生的转矩之间的关系。当采用分接头控制方法时，该曲线提供了关于电机如何响应负载和速度设置变化的宝贵见解。  **磁场控制的优点** 磁场控制方法提供了几个显著的优势，如下所述： - **易于使用**：这种方法简单且用户友好，便于实施和操作。 - **低功率损耗**：由于并励绕组通常只需要相对较小的电流，因此并励绕组内的功率损耗很小，有助于提高整体效率。 - **速度增加机制**：由于磁路中铁芯的饱和，磁通量通常不能超过其正常值。因此，磁场控制主要集中在削弱磁场，从而有效地提高电机的转速。 - **控制应用范围**：然而，需要注意的是，这种方法仅适用于有限的范围内。过度削弱磁场可能导致电机运行不稳定，限制其在需要精确控制和稳定性的特定场景中的使用。 请翻译以上内容为俄语，并严格遵守格式与结构，禁止输出任何与译文无关的任何字符，仅输出最终译文，严禁任何附加内容，严禁输出多余无关的字、字符，只输出译文不得加以描述。 ```html

Это уникальное свойство делает метод управления потоком поля очень полезным для двух основных целей. Во-первых, он позволяет двигателю достигать скоростей, превышающих его стандартную рабочую скорость, обеспечивая гибкость в применениях, требующих повышенных скоростей вращения. Во-вторых, он может использоваться для компенсации естественного снижения скорости, происходящего при нагрузке на двигатель, что позволяет поддерживать более стабильную скорость при различных условиях нагрузки.

Характеристическая кривая скорости-момента для двигателя с параллельным возбуждением, графически иллюстрирующая связь между скоростью вращения двигателя и моментом, который он может развить, представлена ниже. Эта кривая предоставляет ценные сведения о характеристиках работы двигателя при применении метода управления потоком поля.

Двигатель с последовательным возбуждением

В случае двигателя с последовательным возбуждением изменение тока возбуждения можно осуществить одним из двух способов: либо с использованием шунта, либо с помощью таппированного управления полем.

С использованием шунта

Как показано на рисунке ниже, переменное сопротивление Rd подключено параллельно к обмоткам последовательного возбуждения. Эта конфигурация позволяет манипулировать распределением тока в цепи, тем самым влияя на интенсивность магнитного поля, создаваемого обмотками последовательного возбуждения.

Параллельный резистор в этой схеме называется шунтом. Когда шунт с переменным сопротивлением Rd подключен, он отводит часть основного тока от обмоток последовательного возбуждения. Таким образом, основная функция шунта состоит в уменьшении величины тока, проходящего через обмотку возбуждения. По мере уменьшения тока возбуждения, магнитный поток, создаваемый полем, также уменьшается. Это приводит к увеличению скорости вращения двигателя.

Характеристическая кривая скорости-момента для двигателя с последовательным возбуждением, графически иллюстрирующая связь между скоростью вращения двигателя и моментом, который он может развить при различных условиях работы, представлена на рисунке ниже. Эта кривая предоставляет ценные сведения о способности двигателя реагировать на изменения нагрузки и настроек скорости.

Преимущества управления потоком поля
Метод управления потоком поля предлагает несколько значительных преимуществ, как указано ниже:

• Простота использования: Этот подход прост и удобен, что облегчает его внедрение и эксплуатацию.

• Низкие потери мощности: Учитывая, что параллельное возбуждение обычно требует относительно небольшого тока, мощность, рассеиваемая в параллельном возбуждении, остается минимальной, что способствует повышению общей эффективности.

• Механизм увеличения скорости: Из-за насыщения железного сердечника в магнитной цепи магнитный поток обычно не может быть увеличен сверх его нормального значения. В результате управление потоком поля в основном сосредоточено на ослаблении поля, что эффективно приводит к увеличению скорости вращения двигателя.

• Ограниченный диапазон применения: Однако следует отметить, что этот метод применим только в ограниченном диапазоне. Чрезмерное ослабление поля может привести к нестабильности в работе двигателя, ограничивая его использование определенными сценариями, где требуется точное управление и стабильность.