Пример 6.2

Якорь электродвигателя вращается со скоростью 1000 об/мин. К электродвигателю подведено напряжение 200 В. Электродвигатель потребляет ток силой 5 А. Коэффициент полезного действия электродвигателя равен 89%.

Определить мощность на валу и вращающий момент электродвигателя.

Решение.

1. Определяем мощность на валу электродвигателя:

.

2. Определяем угловую скорость вращения вала электродвигателя:

.

3. Определяем вращающий момент электродвигателя:

.

Вопросы для самоконтроля

1. Составьте энергетическую диаграмму двигателя постоянного тока с расшифровкой буквенных обозначений.

2. Запишите и расшифруйте уравнение механических потерь.

3. Запишите и расшифруйте уравнение электрических потерь.

4. Запишите и расшифруйте уравнение потерь в магнитопроводе якоря.

5. Какие ещё виды потерь возникают в двигателе постоянного тока?

6. Запишите и расшифруйте выражение момента, развиваемого электродвигателем постоянного тока.

7. Запишите и расшифруйте выражение механической мощности на валу электродвигателя постоянного тока.

8. Запишите и расшифруйте выражение электрической мощности, потребляемой электродвигателем постоянного тока.

9. Как определить коэффициент полезного действия двигателя постоянного тока?

6.12. Расчётная схема двигателя

В соответствии с физическими явлениями и процессами, протекающими в электродвигателе, его расчётная схема имеет следующий вид (рис.6.8).

На расчётной схеме (рис.6.8) приведены следующие обозначения:

R_в – сопротивление обмотки возбуждения, Ом;

L_в – индуктивность обмотки возбуждения, Гн;

I_в – сила тока в обмотке возбуждения, А;

Е – э.д.с., наводимая в обмотке якоря, В;

R_я – сопротивление обмотки якоря, Ом;

L_я – индуктивность обмотки якоря, Гн;

I_я – сила тока в обмотке якоря, А;

U – напряжение на зажимах электродвигателя, В.

Вопрос для самоконтроля

1. Составьте расчётную схему двигателя постоянного тока параллельного возбуждения и расшифруйте буквенные обозначения.

6.13. Скоростная характеристика двигателя

Получим уравнение скоростной характеристики на основании расчётной схемы электродвигателя (рис.6.8), для чего составим уравнение электрического равновесия якорной цепи и выразим потенциал точки Я2 (_Я2) через потенциал точки Я1 (_Я1):

_Я2 = _Я1 – R_яI_я – Е . (6.25)

Перепишем (6.25) в следующем виде:

Е = _Я1 – _Я2 – R_яI_я . (6.26)

Учитывая, что _Я1 – _Я2 = U , получим следующее:

Е = U – R_яI_я . (6.27)

С учётом (6.4) получаем:

kФ =U – R_яI_я . (6.28)

Из (6.28) получаем уравнение скоростной характеристики электродвига- теля – зависимость угловой скорости вращения якоря от силы тока в якорной цепи, напряжения на зажимах электродвигателя и магнитного потока:

. (6.29)

Графически данная зависимость (при U = const и Ф = const) выглядит следующим образом (рис.6.9).

На рис.6.9 ₀ – угловая скорость вращения якоря при идеальном холостом ходе электродвигателя (то есть I_я = 0):

. (6.30)

Вопросы для самоконтроля

1. Запишите и расшифруйте выражение скоростной характеристики двигателя.

2. Изобразите качественно скоростную характеристику двигателя.