Електродвигуни та генератори постійного струму першими почали застосовуватися в промисловості при переході від пара до електрики У цих машинах використовувався набір стаціонарних обмоток, що створювали магнітне поле, і набір обмоток, закріплених на валу, який обертався в цьому полі Щітковий комутатор обертових обмоток в електродвигунах підтримував постійний крутний момент і напрям обертання Обертаючий момент пропорційний магнітному полю, а швидкість обертання йому обернено пропорційна При постійному магнітному полі статора швидкість обертання пропорційна напрузі на обмотках ротора

Зазвичай струм через обмотки статора встановлюється рівним повного номінального значення, а керування швидкістю здійснюється зміною напруги на обмотках ротора У цьому режимі забезпечується сталість обертального моменту При максимальній швидкості обертання струм статора можна зменшити, і виникає режим, в якому необхідний крутний момент пропорційний струму статора, а швидкість обертання йому назад пропорційна ^ Двигуни постійного струму на транспорті і в промисловості зазвичай працюють з струмами обмоток статора порядку 1/3 від його максимального значення На Рис 81 наведені основні характеристики двигунів постійного струму

Рис 81 Залежність обертаючого моменту і потужності від швидкості обертання

Можливість роботи двигунів постійного струму з великим крутним моментом при повному струмі обмоток статора, що забезпечує швидке прискорення, і можливість роботи на високих швидкостях при малих навантаженнях роблять їх ідеальними для застосування в транспортних засобах Ці двигуни та системи управління зараз поступово замінюються асинхронними двигунами змінного струму зі схемами управління із змінною частотою Основними перевагами асинхронних двигунів є відсутність щіток і можливість герметизації

На Рис 82 наведена схема керування двигуном постійного струму Схема містить дві петлі зворотного звязку – по струму і по напрузі Петля зворотного звязку по струму необхідна для обмеження струму через двигун, який проявляє дуже маленький опір при динамічних змінах напруги живлення У ланцюг зворотного звязку по напрузі для підвищення точності управління швидкістю може бути включений тахометр або інший датчик швидкості обертання валу Для забезпечення найкращих характеристик двигуна схема його управління може бути «прикрашена» ланцюгом обмеження струму і швидкості його наростання, а також теплової захистом

Одного разу автору довелося брати участь у розширенні лінійки схем управління двигунами постійного струму від 200 до 800 л с для металургійного заводу в Оклахомі На вимогу замовника схема управління повинна була для полегшення доступу монтуватися на великій відкритій панелі і складатися з двох ідентичних перетворювачів, кожен з яких повинен був мати можливість автономної роботи при половинному потужності

Рис 82 Схема управління двигуном Постоята струму

Джерело: Сукер К Силова електроніка Керівництво розробника – М: Видавничий дім «Додека-ХХI, 2008 – 252 c: Ил (Серія «Силова електроніка»)