Silnik elektryczny obcowzbudny

Silnik elektryczny obcowzbudny – silnik elektryczny prądu stałego, w którym uzwojenie wzbudzające jest zasilane z oddzielnego źródła napięcia (innego niż uzwojenie twornika).

Silniki obcowzbudne ze względu na identyczne właściwości z silnikami wzbudzanymi magnesami trwałymi rozpatruje się je łącznie. Silniki tego typu stosuje się przeważnie jako silniki prądu stałego o dużym zakresie zmian prędkości obrotowej. W obu przypadkach strumień magnetyczny jest stały, a do zmiany prędkości obrotowej wykorzystuje się napięcie twornika (wirnika). Przy stałym napięciu twornika moment obrotowy zmniejsza się w miarę wzrostu prędkości obrotowej. Prąd twornika jest proporcjonalny do momentu napędowego.

Ważniejsze wzory:

$E=c_e\cdot \mathrm{\Phi }\cdot {\omega }_m$

$M_e=c_e\cdot \mathrm{\Phi }\cdot I_t$

$P_e=E\cdot I_t$

$M_e=\frac{P_e}{{\omega }_m}$

$P_e=M_e\cdot {\omega }_m$

$P_m=M_m\cdot {\omega }_m$

${\omega }_m=\frac{U_t}{c_e\cdot \mathrm{\Phi }}-\frac{R_z}{(c_e\cdot \mathrm{\Phi }{)}^2}\cdot M_e$

${\omega }_0=\frac{U_t}{c_e\cdot \mathrm{\Phi }}$

$C_m=\frac{R_z}{(c_e\cdot \mathrm{\Phi }{)}^2}$

${\omega }_m={\omega }_0-{ℂ}_m\cdot M_e$

${\omega }_m=\frac{U_t}{c_e\cdot \mathrm{\Phi }}-\frac{R_z+R_r}{c_e\cdot \mathrm{\Phi }}\cdot I_t$

gdzie:

• $E$ – siła elektromotoryczna (SEM)
• $c_e$ – Stała wynikająca z konstrukcji silnika
• ${\omega }_m$ -Prędkość kątowa z jaką wiruje twornik
• $\mathrm{\Phi }$ – strumień magnetyczny wytwarzany przez elektromagnesy
• $M_e$ – moment elektromagnetyczny wytwarzany przez silnik
• $M_m$ – moment mechaniczny wytwarzany przez napędzane przez sinik urządzenie.
• $I_t$ – prąd twornika
• $P_e$ – moc elektryczna w obwodzie twornika, która zamieniana jest na moc mechaniczną.
• $P_m$ – moc mechaniczna
• $U_t$ – napięcie twornika
• $R_r$ – rezystancja regulacyjna
• $R_z$ – rezystancja zastępcza układu
• ${\omega }_0$ – prędkość biegu jałowego, największa prędkość jaką może osiągnąć silnik
• $C_m$ – współczynnik nachylenia charakterystyki mechanicznej

Powyższe wzory są również słuszne dla silników elektrycznych bocznikowych. Silniki obcowzbudne stosuje się w trakcji elektrycznej (tramwaje, kolej), w maszynach wyciągowych, dźwigach. Silnik obcowzbudny wraz z regulatorem obrotów może być zasilany z jednego źródła napięcia, wówczas regulacja prędkości może odbywać się przez zmianę napięciem zasilania twornika lub rzadziej przez zmianę strumienia wzbudzenia oraz obciążeniem dodatkową rezystancją regulacyjną.

Bibliografia

• Urządzenia i systemy mechatroniczne, Mariusz Olszewski.