Б23 (Шпоры к экзамену по элтеху (теория))

23. Устройство и принцип действия двигателя постоянного тока. Схема замещения цепи якоря, уравнение электрического состояния. Свойство саморегулирования

Устройство и принцип действия двигателя постоянного тока. Обмотки якоря и возбуждения ДПТ подключаются к источнику постоянного напряжения. Допустим, что направление тока в проводниках обмотки якоря такое, как указано на рис. 2.7, а. Проводники якоря с током будут находиться в неподвижном магнитном поле, созданном постоянным током в обмотке воз­буждения. Поэтому в соответствии с законом Ампера возника­ют электромагнитные силы, приложенные к якорю. По прави­лу левой руки определим направление электромагнитных сил Р_зии найдем, что они создают вращающий электромаг­нитный момент. Под действием этого момента якорь дви­гателя будет вращаться. Если скорость якоря Q постоянна, то вращающий момент равен моменту сопротивления механизма на валу: М_вр = М_с. Во вращающейся в магнитном поле обмот­ке якоря наводится ЭДС. Определив направление ЭДС в про­водниках якоря на рис. 2.7, а, найдем, что оно противоположно направлению тока. Поэтому часто ЭДС якоря двигателя назы­вают противо-ЭДС. Составив схему замещения цепи якоря двигателя (рис. 2.7, б), найдем, что приложенное к зажимам якоря двигателя напряжение равно сумме противо-ЭДС и паде­ния напряжения на внутреннем сопротивлении обмотки якоря. Свойство саморегулирования заключается в том, что все электродвигатели обладают способностью автоматически созда­вать вращающий момент М_вр, равный моменту сопротивления на валу и при этом частота вращения устанавливается постоянной.

Электромеханический процесс саморегулирования проте­кает следующим образом. Пусть двигатель работал в устано­вившемся режиме при равенстве вращающего момента и мо­мента сопротивления с постоянной частотой вращения: M_Bp1=М_c1, n = 1_l. При увеличении момента сопротивления М_С2>М_вр1=•M_c1 в соответствии с известным уравнением механи­ки вращения

(2.13)

где J - момент инерции вращающихся масс, появляется отри­цательное ускорение < 0 и частота вращения якоря начинает падать.

Но вместе с частотой вращения падает противо-ЭДС, а ток якоря I_я = (U-E)/R_я и вращающий момент М_вр = = возрастают. Когда вращающий момент станет равным возросшему моменту сопротивления М_вр2 = М_С2, dO/dt станет равным нулю и установится новое установившееся состояние, при котором п₂<п₁

Уравнение электрического состояния: