Двигатели постоянного тока (дпт)

1. Основные уравнения дпт

В основу аналитического исследования характеристик двигателей постоянного тока положены 4 уравнения:

1. - уравнение равновесия напряжений

U = E + I_aR _Е

R = R + R + - суммарное электрическое сопротивление

цепи обмотки якоря

Rq - внутреннее сопротивление обмотки якоря

Rp - сопротивление реостата в цепи якоря

R - сопротивление последовательной обмотки возбуждения (если она есть).

2. - уравнение для ЭДС

Е = С_ЕпФ

3. - уравнение электромагнитного момента

M = C_MI_a Ф = Мс

Мс - момент статического сопротивления

4. - Уравнение равновесия моментов M = М₀ + М ₂

M - электромагнитный момент;

М₀ - момент холостого хода;

- полезный момент сопротивления на валу двигателя.

Рабочие характеристики ДПТ

О свойствах двигателей постоянного тока судят по их рабочим характеристикам, под которыми понимают следующие графические зависимости

При выполнении условий и = const

^П - ^{f (P}2 ⁾ _n

m - f(p₂) ^R ■»^{- const}

i - f (P)

4 = ^{f (P}2 ⁾

(p) - полезная мощность на валу двигателя.

Получить аналитические зависимости для рабочих характеристик сложно, Поэтому используют другие близкие характеристики

Если P₂ = (0,25 - 1,25)Р_2н ^То n=const P₂ = Р₁ • г/ = U • I • г/« к • I_a

К- коэф. пропорциональности

ВЫВОД:

Полезная мощность на валу ДПТ пропорциональна току якоря

Для оценки свойств ДПТ пользуются также следующими характеристиками:

1. Скоростная характеристика

ⁿ=^f(l )

2. Характеристика электромагнитного момента

M=f (1„)

3. Характеристика кпд

П = ^f {la ⁾

П =

Важной эксплуатационной характеристикой ДПТ является механическая характеристика

Каждый электродвигатель обладает одной естественной механической характеристикой и множеством искусственных механических характеристик.

Под естественными механическими характеристиками понимаются характеристики, получаемые при номинальных значениях параметров питающей сети и отсутствии добавочных сопротивлений в цепи якоря.

Во всех прочих случаях механические характеристики называются искусственными.

2. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

Схема включения

+

и

I

¹в

- 1) скоростная характеристика

n —

и (^R0 + ^R р )

с_еф с_еф

I

а

- Скоростная характеристика

U

По ^—

С_Е Ф

- частота вращения якоря при идеальном ХХ

U — E + IaR U - СеПФ + la (R₀ + Rр )

- Скоростная характеристика

ВЫВОД: при росте тока якоря частота вращения якоря изменяется незначительно.

Подобные скоростные характеристики принято называть жесткими.

- 2) характеристика электромагнитного момента

м—с_м1_аФ

полагаем Ф — c О ns t (пренебрегая реакцией якоря).

ВЫВОД: характеристика электромагнитного момента двигателя параллельного возбуждения является линейной зависимостью исходящей из начала координат

Зависимость КПД двигателя параллельного возбуждения от тока якоря имеет типичный для данной характеристики вид.

M

СМФ

После подстановки значения тока якоря в выражение скоростной характеристики получаем

-Механическая характеристика ДПТ с параллельным возбуждением

Ток якоря

n--U- -^{R +} * ■’! М с_еф c_ecмФ²

ч

N

S

ч

ч

тормоза

ВЫВОД

1. Все механические хар-ки являются прямыми линиями, они пересекаются в точке n₀ - частоте вращения идеального ХХ.

2. При естественной хар-ке с увеличением нагрузки частота вращения двигателя изменяется незначительно, такая хар-ка называется жесткой.