Общие свойства, основные уравнения и характеристики мпт

Общие свойства МПТ определяются законами, лежащими в основе работы.

Из свойства обратимости следует, что ЭМ, например, генератор с независимым или параллельным возбуждением, автоматически переходит двигательный режим, если ЭДС E_a становится меньше напряжения сети U, и – в генераторный режим, если ЭДС больше напряжения сети.

1,а). Для генератора, следовательно, уравнение ЭДС якорной цепи

E_a = U + I_a r, (5.1)

где r=r_а – сопротивление цепи якоря. В общем случае оно содержит кроме собственно сопротивления якоря сопротивление всех участков цепи якоря (добавочные полюса, компенсационная обмотка, сериесная обмотка, переходный щеточный контакт)

r =r_a + r_Д + r_к +r_с + r_щ. (5.2)

1,б). Для двигателя E_a = U – I_a r. (5.3)

2. Для ДПТ и ГПТ справедливы формулы (2.12) и (2.14)

а) Е_a =С Ф , (5.4)

б) M =С Ф I (уравнение моментной характеристики ДПТ) (5.5)

При этом в режиме двигателя E_a называется противо-ЭДС, так как направлена против тока I_a, а в режиме ГПТ момент М является тормозящим.

Конструктивная постоянная (в системе СИ) С=с_е=с_м= pN/2π a. (5.6)

3. Электромагнитный (вращающий) момент М = М_ЭМ связан с электромагнитной мощностью P_ЭМ=I_a E и угловой скоростью ω:

М= P_ЭМ/ω, (5.7)

также полезный момент пропорционален полезной мощности М₂=P₂ /ω. (5.8)

Основные зависимости и свойства, исследуемые:

в двигателях - это зависимости скорости от нагрузки, способы пуска и регулирования скорости

в генераторах - это зависимость ЭДС и напряжения от тока возбуждения и от тока нагрузки.

4. Из уравнения 2,а)=Е_a /С Ф. Подставив сюда 1,а) получим для двигателя

– уравнение электромеханической характеристики. (5.9)

и подставив сюда 2,б) получим уравнение механической характеристики ДПТ, являющейся основной характеристикой двигателя

(5.10)

5,А). Скоростной режим дпт определяется электромагнитным

моментом М и статическим моментом нагрузки М_ст=M₀ + М₂

M = М₀ + М₂  М_Dин –уравнение моментов для двигателя, (5.11)

5,б).Для генератора уравнение равновесия моментов (при ω=const)

M₁ = М₀ + М. (5.12)

Для двигателя КПД = P₂/P₁= U I – Σp/(UI). (5.12)

Для генератора КПД = P₂/P₁= U I /(UI + Σp). (5.13)

Здесь Σp= (p_c+ p_мех)+ p_эв+ [p_эл+ p_щ]+ p_Д, (5.14)

Где, соответственно, потери в стали p_c≡В², механические p_мех, электрические: в ОВ p_эв, в ОЯ p_эл ≡ I², в щетках p_щ; добавочные p_Д.

Если имеются добавочные полюса, то к [переменным] потерям добавляется р_дп.

Зависимость КПД= f(P₂) КПД= f(I) имеет типичный вид с максимумом при равенстве потерь [переменных] и (постоянных). Так как двигатели работают по статистике с недогрузкой, то их проектируют так, что максимум обычно соответствует нагрузке меньшей номинальной (0,6-0,8) P_2н.

Если двигатель работает с небольшой, но длительной перегрузкой, то повышается вероятность выхода из строя из-за перегрева и постепенного ухудшения изоляции.

Общим для МПТ является то, что основной магнитный поток ОМП создается главными полюсами с обмоткой возбуждения (ОВ). (В магнитоэлектрических машинах главные полюсы изготовляются в виде постоянных магнитов без ОВ.). Кривая намагничивания, как и ххх имеют нелинейный вид, петлю и зону насыщения.

При холостом ходе магнитное поле машины (двухполюсная машина с условными щетками) является симметричным относительно оси полюсов, а график распределения магнитной индукции в воздушном зазоре представляет кривую, близкую к трапецеидальной (рис. 3.4, а).