Двигательный и генераторный режимы машины постоянного тока

Электрическая машина может работать в режиме генератора или двигателя. Следовательно направление преобразования энергии может меняться. Это основное свойство электрической машины называется обратимостью.

Если к зажимам приведенного во вращение якоря присоединить сопротивление нагрузки, то под действием ЭДС якоря в его цепи возникнет ток. Машина будет работать в качестве генератора. Уравнение электрического равновесия цепи якоря для генераторного режима:

,

то есть напряжение на зажимах генератора меньше его ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении якоря r_Я.. С появлением тока в обмотках якоря, находящегося в магнитном поле, возникнут электромагнитные силы. При вращении якоря с постоянной скоростью вращающий момент равен тормозному электромагнитному моменту генератора. Получим уравнение баланса мощностей цепи якоря генератора:

.

Мощность отдачи энергии нагрузке и мощность потерь в обмотке якоря составляют электромагнитную мощность, развиваемую генератором и равную приложенной к валу механической мощности.

В двигательном режиме на зажимы якоря необходимо подать напряжение от внешнего источника. Это вызовет ток в цепи якоря и при этом возникнет электромагнитный момент, который будет вращать якорь. При этом в обмотках якоря, движущихся в магнитном поле, будет наводиться ЭДС, направленная против приложенного напряжения (противо-ЭДС). Уравнение электрического равновесия для цепи якоря в двигательном режиме:

.

Приложенное к зажимам якоря напряжение равно сумме противо-ЭДС и падения напряжения на внутреннем сопротивлении якоря. Баланс мощностей для якорной цепи в двигательном режиме:

.

Мощность, поступающая от внешнего источника в цепь якоря равна электромагнитной мощности и мощности потерь в обмотке якоря.