ДПТ_теория (Лабораторные работы с официального сайта с примерами), страница 2

4. Естественная и искусственные механические характеристикиДля реализации первого способа регулирования в цепь якоря включают дополнительный резистор с сопротивлением rд (см. рис. 3). Уравнения искусственных электромеханической и механическойхарактеристик для этого режима можно получить из уравнений (9), (10) или (11), (12) с учетом того,что суммарное сопротивление якорной цепи увеличится и будет равно (rя  rд ) . Различным значениямrд соответствуют различные искусственные характеристики, одна из возможных механических характеристик n(M ) приведена на рис.

4 (характеристика 2). В частности, на характеристике 2 при некоторомзаданном моменте M1 можно, например, получить частоту вращения n2  n1 .Для реализации второго способа регулирования в лабораторной установке в цепь обмотки возбуждения ДПТ включен дополнительный регулировочный реостат rр , как показано на рис. 3. Изменением сопротивления этого реостата получают значения тока возбуждения I в  I вн . Примерный вид усредненной зависимости магнитного потока Ф от тока возбуждения I в показан на рис. 5.Рис. 5.

Зависимость потока Ф от тока возбуждения I вКак видно, на этой характеристике точка, соответствующая номинальному значению тока возбуждения I вн и магнитного потока Ф н расположена в зоне наибольшей кривизны. Однако на большейчасти этой кривой в зоне I в  I вн между током I в и магнитным потоком Ф наблюдается практическипрямопропорциональная зависимость. Из соотношений (10), (12) следует, что при постоянной нагрузке(M = Mc = const) и  и n находятся в сложной зависимости от магнитного потока. Анализ этих уравнений показывает, что в некотором диапазоне изменения значений магнитного потока Ф, его уменьшение приводит к увеличению скорости или частоты вращения. Именно этот диапазон изменения значений магнитного потока используют при их регулировании. При регулировании  или n этим методомвыбирают rд  0 .6Каждому значению магнитного потока соответствует своя искусственная механическая характеристика, одна из них представлена на рис.

4 (характеристика 3). В частности, можно установить такиезначения I в и, соответственно, Ф, чтобы при некотором значении момента M1 получить заданную частоту вращения двигателя n3  n1 .Для регулирования  или n ДПТ изменением напряжения на зажимах якоря используют регулируемый источник напряжения U .

Каждому значению напряжения U соответствует отдельная электромеханическая и механическая характеристики. Причем, если внутреннее сопротивление регулируемогоисточника напряжения достаточно мало, можно считать, что каждая из искусственных электромеханических и механических характеристик параллельна соответствующим естественным характеристикам.Одна из таких механических характеристик n(M ) представлена на рис.

4 (характеристика 4). В частности, можно установить такое значение напряжения U , что при некотором значении момента M 1 получим частоту вращения двигателя n4  n1 .Зависимость тока якоря от момента на валу двигателяПоскольку у двигателя независимого возбуждения ток I в не зависит от нагрузки на валу и безучета реакции якоря магнитный поток также не зависит от нагрузки, то согласно выражению (1) междутоком якоря I я и моментом M существует линейная зависимость (рис. 6, прямая 1). Так как с изменением дополнительного сопротивления в цепи якоря rд и напряжения на якоре U магнитный поток Фпрактически не изменяется, то и соотношение между I я и M остается без изменения.

Поэтому на рис. 6характеристики M ( I я ) при различных значениях rд и U совпадают с характеристикой 1. Соответственно, меньшему значению тока возбуждения I в (магнитного потока Ф ) соответствует прямая 2 на рис. 6.Рис. 6. Зависимость тока якоря I я от момента на валу двигателя MСледует отметить, что в реальных условиях при работе двигателей без нагрузки (Мс = 0) в обмотке якоря существует небольшой по значению ток Iя. Он обусловлен наличием механических потерь(трения) и потерь в магнитопроводе якоря двигателя.КПД двигателей постоянного токаКоэффициент полезного действия  является важнейшей энергетической характеристикой ДПТ.В общем виде зависимость  ( P2 ) имеет вид:PP2 ( P2 )  2 ,(15)P1 P2  Pя  Pв  Pст  Pмехгде Pя  I я2  rя – потери мощности в обмотке якоря; Pв  I в2  rв – потери мощности в обмотке возбуждения; Pст – потери мощности в магнитопроводе якоря; Pмех – механические потери.

Потери Pв независят, а потери Pст и Pмех мало зависят от нагрузки двигателя.Таким образом, зависимость  ( P2 ) нелинейна и достаточно сложна, так как с изменением мощности P2 в выражении (15) изменяются и потери мощности Pя . Зависимость  ( P2 ) , рис.

7, получаютна основании расчетных или опытных данных.7Рис. 7. Зависимость КПД  от мощности на валу P2Двигатели проектируют обычно таким образом, чтобы максимальное значение  было при мощности, близкой к номинальной. Из рассмотрения зависимости  ( P2 ) видно, что эксплуатация двигателей при малых нагрузках нежелательна вследствие малых значений  .СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.

Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. С-П-бург: 2012.2. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника : учеб. для вузов М: Издательский центр « Академия» , 2010.- 544с.3. Кацман М.М. Электрические машины. – М. Издательский центр «Академия, 2003. – 496с..