2.2. Испытания двигателя

2.2.1. Рабочие характеристики

Рабочие характеристики снимаются следующим образом. После пуска двигателя перемещением ползунков R_B вниз уста­навливается требуемое значение тока возбуждения (по указанию преподавателя), которое в течение опыта больше не изменяется. Двигатель после пуска будет работать в режиме холостого хода. Данные этого режима, значения n, I_а , М₂ записываются в первую строку табл. 1, значения U и I_в - в последнюю графу. Далее сни­маются данные в режиме нагрузки двигателя.

Путем перемещения ползунков потенциометра R_T вниз уве­личивают тормозной момент на валу двигателя. Изменившиеся значения п, 1_а , М₂ записываются в другие строки табл. 1. Вра­щающий момент на валу двигателя увеличивают до тех пор, по­ка ток якоря не станет равным 1,1I_н двигателя.

После завершения опыта двигатель выключать не следует. Его нужно плавно разгрузить, переместив ползунки потенцио­метра R_T в верхнее положение.

3. Расчеты и построения

Результаты экспериментальных исследований оформить в виде графических зависимостей и расчетных данных.

3.1. Построить рабочие характеристики, соответствующие пункту 1.2 программы исследований.

Потребляемая мощность определяется по формуле P₁=U(I_a+I_в)

Мощность на валу двигателя (если бы вместо электромаг­нитного тормоза двигатель приводил во вращение какой-либо механизм, эта мощность называлась бы полезной мощностью)

P₂=1,028M₂n/

Приблизительно коэффициент полезного действия в отно­сительных единицах определяется по формуле η=P₂/P₁

Примерный вид рабочих характеристик показан на рис. 2.

Рис.2. Рабочие характеристики двигателя постоянного тока

4. Необходимые исходные сведения

4.1. Основные уравнения

Подведенное к зажимам якоря двигателя напряжение U уравновешивается ЭДС Е=С_enФ, наводимой в обмотке якоря при его вращении в магнитном поле и падением напряжения в якорной цепи I_aΣR: U = E + I_aΣR,

где ΣR включает в себя сопротивления всех элементов якорной цепи двигателя: обмотки якоря, обмотки дополнительных полю­сов, последовательной обмотки возбуждения, регулировочного реостата.

Из этого уравнения достаточно просто получается уравне­ние скоростной характеристики двигателя: (1)

Она называется естественной, если напряжение и магнит­ный поток номинальные, а сопротивление регулировочного рео­стата R_р=0.

Нагрузкой для двигателя является момент сопротивления на его валу со стороны механизма. В установившемся режиме элек­тромагнитный момент М_эм двигателя уравновешивает момент сопротивления М_с: М_эм=М_с=М₀+М₂ (2)

где М₂ - полезный момент на валу двигателя (в лаборатории момент электромагнитного тормоза);

М₀ - момент внутреннего сопротивления двигателя, обусловленный потерями: механическими, вентиляционными, в стали магнитной системы, доба­вочными.

Электромагнитный момент двигателя пропорционален току якоря и магнитному потоку:

М_эм=С_мI_аФ (3)

где С_м - коэффициент, определяемый конструктивными пара­метрами двигателя.

Полезная мощность Р₂ и полезный вращающий момент М₂ на валу двигателя связаны между собой зависимостью Р₂=1,028nМ₂.