4 Определение мощности и момента на валу исследуемого двигателя

В теории электропривода под механической характеристикой двигателя понимается зависимость скорости вращения вала от электромагнитного момента, развиваемого двигателем. Для двигателей переменного тока электромагнитный момент, Н*м, вычисляется по формулам

а) для двигателей с фазным ротором

, (4.1)

б) для двигателей с короткозамкнутым ротором

, (4.2)

где Iр, Ic – соответственно ток ротора и статора, А;

Rр, Rc - соответственно сопротивление ротора и статора, Ом;

о , - соответственно синхронная скорость и скорость вращения вала, с^-1;

Рс – активная мощность, потребляемая двигателем из сети, Вт.

Нагрузочная машина создает свой электромагнитный момент, значение которого вычисляется по формуле.

, (4.3)

где к - конструктивный параметр машины постоянного тока (МПТ)

, (4.4)

N - число проводников обмотки якоря МПТ;

р - число пар полюсов;

а - число пар щеток (параллельных ветвей);

Ф - магнитный поток МПТ, Вб;

I - ток якорной цепи, А.

Для определения электромагнитного момента нагрузочной машины необходимо определить постоянную машины к* Ф одним из двух способов

1. По паспортным данным по формуле

, (4.5)

2.Экспериментально при любом значении магнитного потока по формуле

, (4.7)

где U,  - напряжение на зажимах якоря, В, и скорость вращения, с^-1, при токе якоря, равным нулю.

Значение электромагнитных моментов рассчитывается по формуле (4.1) - (4.3) с учетом знака тока.

При работе двухмашинного агрегата в установившемся режиме уравнение движения запишется в виде

, (4.8)

где М_ИД, М_НМ – электромагнитные моменты, Нм, соответственно исследуемого двигателя и нагрузочной машины, Нм;

М – момент механических потерь, Нм.

Поскольку момент механических потерь имеет реактивный характер, то он всегда направлен против вращения, и покрывается машиной, работающей в двигательном режиме.

При работе двигателя в двигательном режиме уравнение (4.8) принимает вид

, (4.8а)

при работе в тормозном режиме

, (4.8б)

Мощность на валу установки определяется по формуле

, (4.7)

где М_В – момент на валу агрегата и равен электромагнитному моменту нагрузочной машины (М_НМ) при работе двигателя в двигательном режиме или электромагнитному моменту двигателя (М_ИД) при его работе в тормозном режиме.

Коэффициент полезного действия установки определяется по формуле

, (4.8)

где Р_С = U  I - мощность, Вт, потребляемая двигателем из сети при его работе в двигательном режиме, или мощность, потребляемая нагрузочной машиной из сети, если двигатель работает в одном из тормозных режимов.