- •Глава 3
- •Глава 4
- •Глава 5
- •Глава 1
- •2 1 4 3 1
- •4 3 2
- •2.1.1 Устройство машины постоянного тока
- •2.1.2 Электродвижущая сила якоря
- •2.1.3 Уравнение вращающего момента
- •2.1.4 Реакция якоря
- •2.1.5 Процесс коммутации
- •2.2.1 Режим генератора постоянного тока
- •2.2.2 Характеристики генераторов постоянного тока
- •2.2.4 Процесс самовозбуждения генератора постоянного тока
- •2.2.5 Генератор с параллельным возбуждением
- •2.3.1 Режим двигателя постоянного тока
- •Iв iNв Фв Eпр
- •Iя iNя Фя эмс Мд
- •2.3.2 Характеристики двигателей постоянного тока
- •Iя д Iв
- •I в.Пар I 4 3 2 1
2.3.2 Характеристики двигателей постоянного тока
Наиболее важная характеристика двигателя механическая -это зависимость вращающего момента от частоты вращения M = f(n).
Важным также является возможность пуска двигателя при допустимом токе и максимальном вращающем моменте.
И, наконец, коэффициент регулирования частоты вращения, выраженный в процентах:
,
где: no - частота вращения холостого хода;
nн - частота вращения при номинальной нагрузке.
Двигатель с независимым возбуждением (Рис.2.25)
Двигатель с параллельным возбуждением (Рис.2.27)
Двигатель с последовательным возбуждением (Рис.2.28)
+ +
Iя
Д Iв
Rп Rв
_ _
Рис.2.25
Согласно схеме, имеем две изолированные электрические цепи с соответствующими резисторами. Цепь возбуждения с Rв предназначена для создания магнитного поля и цепь якоря с пусковым реостатом, Rп, для ограничения пускового тока.
Рассмотрим процесс пуска двигателя подробно.
Ток якоря без пускового реостата определяется согласно II закону Кирхгофа
В момент пуска частота вращения якоря n и соответственно э.д.с. E равны нулю, ток якоря ограничивается лишь небольшим сопротивлением якоря
и может достигать 12-кратной величины от номинального значения.
Сопротивление пускового реостата Rп суммируется с Rя и в результате ток якоря при пуске ограничивается
Механическую характеристику M = f(n) определим из известных формул момента, тока и э.д.с
, .
В результате получим
.
Эта формула прямой линии, проходящей через точки Мп и no (Рис.2.26).
Рис.2.26
+
I
Iя д Iв
Rп Rв
_
Рис.2.27
В этом случае ток двигателя I = Iя + Iв и двигатель имеет практически те же характеристики, что и мотор с независимым возбуждением.
Д Iв = Iя
+
Rп
_
Рис.2.28
Как известно вращающий момент определяется формулой
,
однако магнитный поток в этом случае пропорционален току якоря
,
и тогда получим
.
Итак, вращающий момент пропорционален квадрату тока якоря и частота вращения известна
Отсюда получим, что функция n = f(Iя) гипербола, то есть:
- когда Iя ® 0, n ® ¥ и M ® 0;
- когда Iя ® Iп, n ® 0 и M ® Mп.
В результате механическая характеристика такого двигателя имеет гиперболический характер (Рис.2.29).
На практике двигатель с последовательным возбуждением не может работать без нагрузки при номинальном напряжении.
Рис.2.29
2.3.6 Двигатель со смешанным возбуждением (Рис.2.30)
Этот двигатель имеет семейство характеристик промежуточных между характеристиками двигателей с параллельным и последовательным возбуждением. Такой двигатель нормально работает без нагрузки при номинальном напряжении и имеет хороший пусковой момент.
В качестве примера представим на рисунке 2.31 механические характеристики четырех типов ДПТ :
1 - двигатель смешанного возбуждения, когда магнитные потоки от двух обмоток вычитаются. В этом случае рабочий магнитный поток уменьшается пропорционально U - IяRя, то есть, получаем практически постоянную частоту вращения якоря;
2 - двигатель с независимым или параллельным возбуждением;
3 - двигатель смешанного возбуждения, когда магнитные потоки от двух обмоток складываются. В этом случае получается характеристика более мягкая, чем для двигателей с независимым или параллельным возбуждением;
4 - двигатель с последовательным возбуждением.
+ M