4.12. Рабочие характеристики двигателей постоянного тока

Рабочие характеристики определяют его эксплуатационные характеристики.

Рабочие характеристики – это зависимости:

1. ; при U=const. (скоростная характеристика);

2. при U=const (механическая характеристика)

3. ; при U=const (нагрузочная характеристика)

Двигатели с последовательным возбуждением применяются в тех случаях, когда требуется большой пусковой момент и когда нет необходимости обеспечивать постоянство частоты вращения. Они используются в различных приводах управления органами самолетов (щитками, рулями и т.п.).

Двигатели с параллельным возбуждением применяются в тех случаях, когда требуется примерно постоянная частота вращения и нет резких изменений момента сопротивления приводного механизма. Они обычно используются в приводах насосов.

Двигатели со смешанным возбуждением применяются в тех случаях, когда требуется создать большой пусковой момент и ограничить частоту вращения при холстом ходе, а также при резких изменениях нагрузки и необходимости сохранения примерно постоянной частоты вращения (например, в электростартерах большой мощности).

Дпт параллельного возбуждения (рис. 4.33, 4.34)

Особенность: ток обмотки возбуждения не зависит от нагрузки.

1. Скоростная характеристика.

I_а

Р

I_а

ис. 4.33 Электрическая схема Рис.4.34 Рабочие характеристики

ТУ- тормозное устройство

Из вышеприведенной формулы видно, что при постоянном напряжении U и постоянном сопротивлении цепи якоря R_я частота вращения n меняется, так как появляется падение напряжения в цепи якоря , и магнитный поток Ф уменьшается из-за реакции якоря.

При увеличении нагрузки, то есть тока I_a, происходит уменьшение частоты вращения n, а уменьшение магнитного потока Ф, наоборот, вызывает увеличение частоты вращения n. Поэтому частота вращения ДПТ с параллельным возбуждением при увеличении нагрузки, то есть I_a, уменьшается незначительно. При изменении нагрузки от ХХ до номинальной уменьшение частоты вращения n незначительно ( )

Такая характеристика называется жесткой.

2. Механическая характеристика

Момент и мощность на валу:

Так как с увеличением нагрузки частота вращения уменьшается незначительно, то график несколько отклоняется вверх.

3. Нагрузочная характеристика

Если пренебречь моментом ХХ , то полезный момент на валу и полезная мощность . Тогда ток якоря

При увеличении нагрузки и при уменьшении частоты вращения и магнитного потока ( ) график будет отклоняться вверх более значительно, чем график .При .

При разрыве цепи обмотки возбуждения магнитный поток Ф уменьшится до значения потока статочного магнетизма Ф_ОСТ, при котором в случае малой нагрузки на валу двигателя частота вращения может резко возрасти и стать опасной для механической прочности двигателя.

Д Iа пт последовательного возбуждения (рис. 4.35, 4.36)

Р

I_а

ис. 4.35 Электрическая схема Рис.4.36 Рабочие характеристики

При небольших нагрузках в пределах ненасыщенного состояния стали магнитный поток пропорционален току якоря ( ), поэтому момент на валу пропорционален квадрату тока якоря ( ).

При значительных нагрузках, то есть при сильном насыщении стали, магнитный поток можно считать постоянным, тогда момент на валу пропорционален току якоря , как и ДПТ параллельного возбуждения.

При ХХ и малых нагрузках на валу ток якоря и магнитный поток имеют небольшие значения, следовательно, резко возрастает частота вращения ротора ( ), и ДПТ может пойти “в разнос“.

Характеристика называется мягкой. Пунктирными линиями характеристик показаны нагрузки, при которых двигатель может пойти “в разнос“.

Следовательно, нельзя допустить работу ДПТ с последовательным возбуждением при ХХ и при малых нагрузках.