3.3 Статические характеристики двигателей постоянного тока последовательного возбуждения

Можно применить формулы (4) и (5), но магнитный поток зависит от тока (см. рисунок 3.4), т.е.

(1); (2);

где R=R_я+R_ов+R_д

Ф=f(I) не имеет точного аналитического выражения, поэтому вводим допущение: кривую 1 заменяем прямой 2.

Ф=αI (3), где α=tgφ=const,

Следовательно, M=kФI= kaI²(4) →

Тогда формулы для характеристик будут иметь вид:

(5) - электромеханическая характеристика ω=f(I)

(6) - механическая характеристика ω=f(M)

Для построения графиков найдем асимптоты этих характеристик при токе и моменте, стремящимся к нулю и к бесконечности

П ри I→0 и М→0 скорость, как это следует из формул (5) и (6) ω→∞. Асимптота – ось ω.

При I→∞ и М→∞ скорость ω→ –R/kα, т.е. прямая с ординатой ω_а=–R/kα является горизонтальной асимптотой.

Зависимости ω=f(I) и ω=f(M) (см. рисунок 3.5) имеют гиперболический характер.

При небольших I и M нагрузка идет «вразнос», поэтому нет режима х.х. и генераторного с рекуперацией.

И спользуются универсальные характеристики ДПТ ПВ (приведены в справочниках), построенные в относительных единицах (см. рисунок 3.6).

3 .4 Свойства и характеристики двигателей постоянного тока смешанного возбуждения

Электромеханическая и механическая характеристики ДПТ СВ выражаются формулами:

; ;

Универсальные характеристики ДПТ СВ схожи с характеристиками ДПТ ПВ, но имеется одно отличие: имеется определенная скорость идеального холостого хода. ДПТ СВ может работать во всех энергетических режимах.

3.5 Построение статических характеристик двигателей постоянного тока

1. Естественные характеристики ДПТ НВ (см. рисунок 3.10).

Для построения используются паспортные данные.

Задача 3.1:

Дано: Р_н=300 кВт n_н=1250 об/мин

U_н=440 В I_н=750 А

Требуется: построить естественные характеристики.

Характеристика – прямая линия. Строятся по двум точкам:

• номинальный режим ω_н, I_н(М_н)

• идеальный холостой ход ω₀=U_н/kФ_н; I₀=0 (М=0)

1. Номинальная угловая скорость, рад/с

2. Номинальный момент, Н·м

3 . Коэффициент, В·с

4. Угловая скорость идеального холостого хода, рад/с

Анализ.

• Характеристики жесткие.

• Скорость стабильная при колебательных нагрузках.

• Является рабочим участком характеристики.

• Характеристика I_к.з.>I_н и ω_н>ω>0 используется кратковременно при пуске.

• Можно по характеристике определить скорость для любого нагрузки.

2. Характеристики ДПТ НВ в относительных единицах.

Часто в ЭП используется относительные единицы. За базу принимают номинальные значение величины. Исключения составляет ω₀ ДПТ НВ.

;

– для ДПТ НВ (исключение)

– для ДПТ ПВ

– номинальное сопротивление якоря цепи.

– сопротивление, которое при неподвижном якоре и номинальном напряжении сети обеспечивает номинальный ток якоря.

– уравнение электромеханической характеристики в относительных единицах.

– уравнение механической характеристики в относительных единицах.

Д ля I_н= I_н (М=М_н) – уравнения примут вид . Это уравнение позволяет строить характеристики по заданному сопротивлению якорной цепи (решать обратную задачу)

R=R_я+R_доб – сопротивление якорной цепи.

Если сопротивление якоря R_я не указано с справочнике, то используют приближенную формулу.

В цепь якоря введем сопротивление: R₃>R₂>R₁ (см. рисунок 3.12)

3. Естественные характеристики ДПТ ПВ.

С троятся по универсальным характеристикам. Для Р≤10 кВт:

Таблица 3.1 Соотношение параметров ДПТ ПВ в относительных единицах.

I*	0,4	0,8	1,2	1,6	2
М*	0,3	0,7	1,2	1,9	2,6
ω*	1,8	1,1	0,9	0,8	0,7