2. Расчет номинальных данных и построение

естественной механической характеристики n(M).

Рассмотрим основные теоретические положения, необходимые для успешного выполнения данного домашнего задания.

В качестве исходных данных в таблицах 1.1 и 1.2 приводятся взятые из справочника следующие величины :

U_Н – номинальное напряжение двигателя, В ;

P_Н – номинальная мощность двигателя, кВт ;

n_Н – номинальная частота вращения ротора, об/мин ;

η_Н – к.п.д., коэффициент полезного действия при номинальной

нагрузке, % ;

R_Я – сопротивление обмотки якоря, Ом ;

R_{ДОП ПОЛ} - сопротивление обмотки дополнительных полюсов, Ом ;

R_ВОЗБ – сопротивление обмотки возбуждения, Ом .

Полезной мощностью P₂ двигателя постоянного тока является механическая мощность, которая определяется через механические параметры так

P₂ = M∙Ω = M∙(2π / 60)∙n = 0.105∙M∙n .

Используя номинальные данные P_2Н и n_Н , вычисляем номинальный вращающий момент двигателя

M_Н = 9.55∙P_2Н / n_Н .

Здесь P_2Н – в [Вт] , n_Н – в [об/мин] , M_Н – в [Н∙м] .

Номинальная электрическая мощность, потребляемая из сети двигателем

P_1Н = P_2Н / η_Н .

Номинальный ток обмотки якоря I_ЯН = U_Н / (R_Я + R_{ДОП ПОЛ}) .

Номинальный ток возбуждения I_ВН = U_Н / R_ВОЗБ .

Рис.2.1.

Уравнение электрического состояния силовой цепи двигателя (см. рис.2.1.)

U = E + I_Я٠(R_Я + R_{ДОП ПОЛ}) ,

где Е = С_ЕФ٠n.

Уравнение электромеханической характеристики n(I_Я)

n = U/(С_Е٠Ф( - I_Я٠(R_Я + R_{ДОП ПОЛ} )/(С_Е٠Ф) = n₀ – Δn .

Учитывая, что M = C_М٠Ф٠I_Я , получаем уравнение механической характеристики n(M)

n = U/(С_Е٠Ф) - M٠(R_Я + R_{ДОП ПОЛ} )/(С_Е٠С_М٠Ф²) = n₀ – Δn .

Полученные выражения для характеристик n(I_Я) и n(M) имеют линейный характер при допущении, что магнитная цепь двигателя не насыщена.

При проведении расчетов часто требуется знать постоянные коэффициенты С_Е٠Ф и С_М٠Ф. Определяем их из номинального режима:

С_Е٠Ф = Е_Н / n_Н и С_М٠Ф = М_Н / I_ЯН .

Для построения естественной механической характеристики n(M) и электромеханической характеристики n(I_Я) необходимо знать координаты двух точек :

- n = n₀ при M = 0 и I_Я = 0 (режим холостого хода , Х.Х.);

- n = n_Н при M = М_Н и I_Я = I_ЯН (номинальный режим).

Частота вращения в режиме холостого хода равна n₀ = U/(С_Е٠Ф) .

Далее на одном графике в общей системе координат строим обе зависимости n(M) и n(I_Я) (см. рис.2.2.).

Рис.2.2.

По заданию требуется определить частоту вращения ДПТ, соответствующую заданному моменту нагрузки на валу двигателя М_D=M_Н٠t . Воспользуемся уравнением

n_D = U/(С_Е٠Ф) – M_D٠(R_Я + R_{ДОП ПОЛ} )/(С_Е٠С_М٠Ф²) .

3. Расчет искусственных механических характеристик n(m) при различных способах регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока.