Часть 1. Двигательный режим.

ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Исследование механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением ( ДПТ с НВ) в двигательном режиме.

О СНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Принципиальная схема ДПТ с НВ представлена на рис.1.

Кб

Рис. 1. Принципиальная схема ДПТ с НВ

Для ДПТ с НВ справедлива система уравнений, описывающих его ста­тическое состояние:

(1) (2)

(3)

где U - напряжение, приложенное к якорной цепи, В ;

при этом R = R я + R д;

I - ток якоря, А;

М - электромагнитный вращающий момент двигателя, Н м;

- угловая скорость вращения двигателя, рад/с;

Е - противо-э.д.с. двигателя, В;

к - конструктивная постоянная двигателя;

Ф - магнитный поток, Вб.

Решая первые два уравнения относительно , получаем уравнение электромеханической ( скоростной ) характеристики ДПТ

(4)

которое определяет зависимость

С учетом уравнения (3) получаем уравнение механической характеристики ДПТ

(5)

которое выражает зависимость

Так как в статическом режиме вращающий момент двигателя М равен статическому моменту сопротивления на валу двигателя М с,то это уравнение оп-ределяет зависимость со от М с , приложенного к валу . Из анализа уравнений электромеханической ( 4 ) и механической характеристик ( 5 ) видно, что они могут быть представлены прямыми линиями рис. 2 и рис. 3.

Рис. 2. Электромеханические Рис. 3. Механические характерис-

характеристики ДПТ с НВ тики ДПТ с НВ в двигательном

в двигательном режиме режиме

При U = , Ф = и = 0 характеристики называются естественными. При изменении одного из указанных параметров характеристики называются искусственными.

Очевидно, что в случае, если нагрузка на валу двигателя равна 0

( М = 0; I = 0 ), имеет место режим идеального холостого хода и при этом

(6)

С увеличением нагрузки, на валу ДПТ, возрастет и ток якоря, так как М = к Ф I, а это, в свою очередь, ведет к уменьшению . При

Максимальное значение тока в цепи якоря имеет место при R д = 0 , R = R я , и оно может в десятки раз превышать номинальный ток двигателя, так как R я- величина достаточно мала. Такое значение тока якоря называется током короткого замыкания

(7)

Двумя характерными точками механической характеристики { рис. 3 )

являются - скорость идеального холостого хода со 0 и момент короткого замыкания.

(8)

Уравнение механической характеристики можно представить в виде

( 9 )

где — перепад угловой скорости, a R = Rя+ R д.

Искусственные механические характеристики при изменении сопротивления цепи якоря R = var называются реостатными и описываются уравнениями

(10)

(11)

(10 ) и (11 ) видно, что при увеличении добавочного сопротивления

R д величина не меняется, а перепад скорости увеличивается (рис. 4).

Рис. 4.Механические и электромеханические характеристики ДПТ с ИВ

при изменении добавочного сопротивления

Искусственные характеристики при изменении питающего напряжения

описываются уравнениями

(12)

(13)

Очевидно, что при изменении U будет изменятся только , а остается постоянным(рис. 5 и рис. 6)

Механические и электромеханические характеристики ДТП с НВ при изменении напряжения

Рис. 5 рис. 6

При этом искусственные характеристики имеют тот же наклон, что и естественная.

Искусственные характеристики при изменении магнитного потока описываются следующими уравнениями;

(14)

(15)

При этом семейство искусственных электромеханических характеристик будет иметь вид рис. 7.

Рис. 7 .Механические и электромеханические характеристики ДПТ с НВ при различных потоках возбуждения

Характерной особенностью искусственных характеристик при изменении Ф является то, что электромеханические характеристики имеют общую точку при ; а механические характеристики общей точки не имеют т.к. с уменьшением потока Ф уменьшается также и .

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Лабораторная установка состоит из электромеханического аппарата н базе двух двигателей типа Д-200 и приборного блока, соединенных между собой двумя силовыми кабелями и одним измерительным. Приборный блок подключается к трехфазной сети 380В.

CS-CURRENT SOURCE

Рис. 8.Принципиальная схема лабораторной установки

Данные для определения зависимости коэффициента пропорциональности двигателя от тока возбуждения

	А	1,5	1,4	1,3	1,2	1,0	0,75	0,5
	Рад/с	304	310	320	328	360	427	525
U	В	28	28	28	28	28	28	27,5
с	Вс	10,86	11,07	11,43	11,71	12,86	15,25	19,44