Естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения

2.2 Естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Если в уравнение электрического равновесия машины (2.1) подставить значение Е (2.2), то после преобразований относительно скорости ω, получим уравнение электромеханической характеристики двигателя

                                             (2.7)

Учитывая, что , можно получить уравнение механической характеристики

,                                       (2.8)

или                                ,

где  – скорость идеального холостого хода;

       -- перепад скорости относительно скорости идеального холостого хода двигателя.

Если выразить графически уравнение механической характеристики при U=const, Ф=const и R=const, то получим прямую (рис. 2.2). Положение этой характеристики определяется положением двух точек:

Рекомендуемые материалы

1) точкой холостого хода

 - при I_я=0(М=0)

2) точкой короткого замыкания

ω=0, , M_кз=kФI_кз

Учитывая, что  и  можно представить следующее соотношение

                                         .                            (2.9)

Т.е. скорость идеального холостого хода может быть определена из соотношения

                                         .                          (2.10)

В режиме короткого замыкания двигателя ток и момент определяются

                                            (2.11)

                           (2.12)

Можно доказать, что ток якоря I_я, соответствующий скорости ω может быть определён

                                        (2.13)

Модуль статической жёсткости механической характеристики

.                              (2.14)

Уравнением статической механической характеристики в этом случае будет иметь вид

M=β(ω₀-ω)

ω=ω₀-                                            (2.15)

M=M_кз-β·ω                                                     

Полное сопротивление якорной цепи в общем случае складывается из сопротивления обмотки якоря , переходного сопротивления щеток , сопротивления последовательной обмотки  (у двигателей последовательного и смешанного возбуждения), сопротивления компенсационной обмотки  и сопротивления обмотки дополнительных полюсов , т.е.

.                      (2.16)

Сопротивление щёток определяется

где= 1.6 ÷ 2.6В – для угольно-графитовых щёток (УГЧ)

      = 1.5 ÷ 2.3В – для графитовых (Г8)

      = 1.6 ÷ 3.5В – для электро-графитовых (ЭГ)

      = 0.3 ÷ 0.7В – для медно-графитовых щёток.

Если в каталогах отсутствуют данные о величинах указанных сопротивлений, то значение  может быть найдено приближенно по потерям в якоре при известном значении КПД двигателя . Из курса электрических машин известно, что при номинальной нагрузке половину всех потерь составляют электрические потери в меди якоря, т.е.

.

Отсюда

                         .             (2.17)

В этом случае сопротивление последовательной обмотки обычно принимается примерно равным .

Величина относительного сопротивления якоря определяется  для различных двигателей составляет:

=(1÷2)% - для крупных машин (мощностью более 100кВт);

=(2÷5)% - для средних машин (мощностью 5÷100кВт);

=(5÷10)% - для машин малой мощности (0.5÷5кВт);

= >10% - для микромашин (0.1÷0.5кВт);

Зная сопротивление , можно найти по паспортным данным важную для машины постоянного тока величину постоянной ЭДС двигателя . Из выражения (2.1) имеем

,

следовательно

                              .                      (2.18)

Найденное значение  позволяет определить номинальный электромагнитный момент двигателя

17 Производственная мощность предприятия - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

.                             (2.19)

Номинальный момент на валу двигателя может быть найден

                                     .               (2.20)

При построении механических характеристик обычно используют значения электромагнитного момента двигателя . Если же использовать значения момента на валу двигателя , то он может быть определен:

– в двигательном режиме,

– в тормозном режиме.