Преобразование энергии в дпт с независимым возбуждением.

Исходя из общих позиций ЭМП, рассмотрим общую схему:

О сновное условие расчета 2-х фазной электрической машины это переменный характер токов протекающих в фазах.

С позиций работы ДПТ необходимo обеспечить переменный характер токов якоря машины.

Чтобы получить вращающий момент и ввиду того, что м.д.с. неподвижна в пространстве, необходимо обеспечить неподвижность в пространстве м.д.с. ротора. Только тогда создается условие для вращения, а для создания выше указанных условий необходимо, чтобы при вращении ω_эл, м.д.с. ротора должна быть противоположна вращению ротора и иметь частоту -ω_эл.

Такое условие сохраняется, если обмотки фаз ротора обтекаются токами i_2q, i_2d с частотой вращения ротора ω_эл.

i_2q, i_2d – переменные токи.

В результате преобразования координат, расположение обмоток приводим к неподвижным координатам 1α, 1β, поскольку основное условие работы ДПТ: пространственная неподвижность м.д.с.

В результате преобразования получаем:

Приведённые значения токов

Тогда общее уравнения электрического равновесия:

Т.к. U_1α = 0, то i_1α = 0; т.к. U_1β = U_в, то i_1β = i_в;

Т.к. U_2α = U_я, то i_2α = i_я; т.к. U_2β = 0, то i_2β = 0.

Потокосцепление катушки 2β:

где L₂ – собственная индуктивность, L₁₂ – взаимоиндуктивность с соседней обмоткой 1β.

Противоэдс обмотки:

Магнитный поток обмотки возбуждения:

Противоэдс обмотки, возникающей в якорной обмотке под действием протекающего в ней I_~:

Несмотря на то, что на якоре подается постоянное U и во внешней цепи протекает постоянный I_- якоря, по самой обмотке протекает I_~.

Коэффициент э.д.с.:

p-количество пар полюсов, N- количество проводников в якорной обмотке; а-количество пар параллельных ветвей.

Момент электромагнитный:

Коэффициент момента – Км.

Коэффициент: К = Ке ≈ 1,02 Км

Н

уравнение электрического

равновесия

апряжение обмотки возбуждения:

Н апряжение обмотки якоря:

Момент электромагнитный: М = К·Ф·i_я

КО – компенсационная обмотка

При протекании I_я, в обмотке якоря возникают местные электромагнитные поля, которые искажают основное магнитное поле. В результате чего с увеличением I_я увеличивается искрение под щетками коллектора. Для компенсации этого вводится КО, наматывается на статоре так, чтобы уменьшить угол между физической и геометрической нейтралью. Все расчеты для i_ном. Для создания постоянства м.д.с. статора и ротора и неподвижности их расположения, вектор магнитного поля якоря размещают горизонтально, благодаря горизонтальному включению щеток на коллекторе

и вертикальному расположению магнитопровода статора. Рассмотрим взаимодействие с другими параметрами: - динамическое изменение частоты вращения якоря

- статическое изменение частоты вращения якоря

где R_яΣ – суммарное сопротивление якорной цепи

- механическая связь M и ω (ω=ƒ(M) – механическая характеристика)

Рассмотрим цепь возбуждения:

- получено из условия незначительных отклонений магнитного потока Ф в зависимости от отклонения тока I_в.

K_ф –коэффициент пропорциональности между магнитным потоком и током возбуждения в пределах отклонений этих величин.

, где

-постоянная времени якорной обмотки.

Структурная схема для электромагнитного момента МПТ

И з исходного уравнения якорной цепи в статике выражение для момента имеет такой вид: - жесткость статической механической характеристики

Характеристика №2 более мягкая

т.к. , то

В режиме х.х. (М=0) имеем , тогда: - статический режим (установившийся режим работы)

- динамическая жесткость механической характеристики (динамический режим работы двигателя – это переходный процесс).