Механическая характеристика

Зависимость частоты от момента на валу ДПТ отображается в виде графика. Горизонтальная ось (абсцисс) — момент на валу ротора, вертикальная ось (ординат) — частота вращения ротора. Механическая характеристика ДПТ есть прямая, идущая с отрицательным наклоном.

Механическая характеристика ДПТ строится при определённом напряжении питания обмоток ротора. В случае построения характеристик для нескольких значений напряжения питания говорят о семействе механических характеристик ДПТ.

8 Исполнительные двигатели постоянного тока

Способы управления. В исполнительных двигателях постоянного тока обмотки якоря и главных полюсов питаются от двух независимых источников тока. Одна из них (условно называемая обмоткой возбуждения) подключена постоянно к источнику с неизменным напряжением U_в , а на другую (обмотку управления) подают напряжение управления U_y только при необходимости вращения вала двигателя. В зависимости от того, на какую обмотку подают управляющий сигнал, различают два способа управления исполнительными двигателями (рис. 9.6): якорное и полюсное.

В некоторых случаях применяют исполнительные двигателя с постоянными магнитами, в которых управляющий сигнал подают на обмотку якоря.

Исполнительные двигатели работают в переходном режиме; для них характерны частые пуски, остановы и реверсы.

Двигатель с якорным управлением. В этом двигателе (рис. 9.6, а)

напряжение управления U_y подают на обмотку якоря; обмотка главных полюсов присоединена к сети постоянного тока с неизменным напряжением U_в . Следовательно, коэффициент сигнала α = U_y /U_в . Для двигателей с постоянными магнитами α = U_y /U_ном .

Когда напряжение U_y = 0, ток в обмотке якоря I_у и вращающий момент двигателя М равны нулю, и, следовательно, самоход двигателя исключается. Изменяя напряжение U_y , можно регулировать частоту вращения двигателя. Магнитная цепь исполнительных двигателей выполняется ненасыщенной, поэто­му при U_в = const магнитный поток Ф = k_фU_в , где k_ф -постоянная, зависящая от параметров обмотки возбуждения (сопро­тивления и числа витков)

Рис. 9.6. Схемы включения исполнительных двигателей постоянного тока при якорном (о) и полюсном (б) управлении

и магнитного сопротивления цепи машины. Ток якоря

(9.5)

I_у = (U_y - E)/R_y = (αU_в - с_e k_фU_в n)/ΣR_a,

где Е = с_еФn = с_e k_фU_в n - ЭДС, индуцированная в обмотке якоря; R_y = ΣR_a — сопротивление цепи якоря. Следовательно, вращающий момент двигателя М = c_M k_фU_в I_y или с учетом (9.5) 

(9.6)

М = (c_M k_ф αU_в² - c_M с_е k_фU_в²п)/ΣR_a.

Примем за базовую единицу момент М_к , развиваемый двигателем при n = 0 и α = 1: М_к = c_M k_фU_в²/ΣR_a . Тогда относительное значение момента

(9.7)

m = М/Мк = α - се kф n.

Частота вращения при холостом ходе двигателя и α = 1

(9.8)

n₀₁ = U_в /с_еФ = U_в /(с_е k_фU_в) = 1/(с_е k_ф),

а относительная частота вращения

(9.9)

v= п/п01 = се kф п.

Таким образом, уравнение механической характеристики принимает вид

(9.10)

m = α - v.

Из (9.10) следует, что механические характеристики двигателя при различных значениях а прямолинейны и параллельны (рис. 9.7, а). Решая (9.9) относительно v, получаем уравнение регулировочной характеристики

(9.11)

v = α - m.

Регулировочные характеристики при различных значениях m также прямолинейны и параллельны (рис. 9.7,б).