Приклад 6.2

Якір електродвигуна обертається зі швидкістю 1000 об/хв. До електродвигуна підведена напруга 200 В. Електродвигун споживає струм силою 5 А. Коефіцієнт корисної дії електродвигуна дорівнює 89 %.

Визначити потужність на валу та обертаючий момент електродвигуна.

Рішення.

1. Визначаємо потужність на валу електродвигуна:

.

2. Визначаємо кутову швидкість обертання вала електродвигуна:

.

3. Визначаємо обертаючий момент електродвигуна:

.

Запитання для самоконтролю

1. Складіть енергетичну діаграму двигуна постійного струму з розшифровкою літерних позначень.

2. Запишіть і розшифруйте рівняння механічних втрат.

3. Запишіть і розшифруйте рівняння електричних втрат.

4. Запишіть і розшифруйте рівняння втрат у магнітопроводі якоря.

5. Які ще види втрат виникають у двигуні постійного струму?

6. Запишіть і розшифруйте вираз моменту, який розвивається електродвигуном постійного струму.

7. Запишіть і розшифруйте вираз механічної потужності на валу електродвигуна постійного струму.

8. Запишіть і розшифруйте вираз електричної потужності, яку споживає електродвигун постійного струму.

9. Як визначити коефіцієнт корисної дії двигуна постійного струму?

6.12. Розрахункова схема двигуна

Відповідно до фізичних явищ і процесів, які протікають в електродвигуні, його розрахункова схема має такий вигляд (рис.6.8).

Н а розрахунковій схемі (рис.6.8) приведені наступні позначення:

R_з – опір кола обмотки збудження, Ом;

L_з – індуктивність обмотки збудження, Гн;

I_з – сила струму в обмотці збудження, А;

Е – е.р.с., яка наводиться в обмотці якоря, В;

R_я – опір кола обмотки якоря, Ом;

L_я – індуктивність обмотки якоря, Гн;

I_я – сила струму в обмотці якоря, А;

U – напруга на затисках електродвигуна, В.

Запитання для самоконтролю

1. Складіть розрахункову схему двигуна постійного струму паралельного збудження і розшифруйте літерні позначення.

6.13. Швидкісна характеристика двигуна

Одержимо рівняння швидкісної характеристики на підставі розрахункової схеми електродвигуна (рис.6.8), для чого складемо рівняння електричної рівноваги якірного кола та виразимо потенціал точки Я2 (_Я2) через потенціал точки Я1 (_Я1):

_Я2 = _Я1 – Е – R_яI_я. (6.25)

Перепишемо (6.25) у наступному вигляді:

Е = _Я1 – _Я2 – R_яI_я . (6.26)

З огляду на те, що _Я1 – _Я2 = U , одержимо наступне:

Е = U – R_яI_я . (6.27)

З урахуванням (6.4) одержимо:

kФ =U – R_яI_я . (6.28)

З (6.28) одержимо рівняння швидкісної характеристики електродвигуна – залежність кутової швидкості обертання якоря від сили струму в якірному колі, напруги на затисках електродвигуна і магнітного потоку:

. (6.29)

Графічно дана залежність (при U = const і Ф = const) виглядає наступним чином (рис.6.9).

На рис.6.9 ₀ – кутова швидкість обертання якоря при ідеальному холостому ході електродвигуна (тобто I_я = 0):

. (6.30)

Запитання для самоконтролю

1. Запишіть і розшифруйте вираз швидкісної характеристики двигуна.

2. Зобразіть якісно швидкісну характеристику двигуна.