DPT_teoria (565246), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Соответствующаяэтому режиму скорость идеального холостого хода определяется из (10)U0 ,(13)k Фа частота вращения идеального холостого хода, соответственно, из (12)Un0 .(14)kЕ ФВ качестве примера естественная механическая характеристика n(M ) показана на рис. 4 (характеристика 1).
Как видно, некоторому значению момента M1 на этой характеристике соответствует значение частоты вращения n1 n0 Из уравнений (9) - (12) следует, что частоту вращения или угловую скорость двигателя можнорегулировать тремя способами:а) изменением суммарного сопротивления цепи якоря;5б) изменением магнитного потока двигателя;в) изменением напряжения источника питания, к которому подключен якорь двигателя.Рис. 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..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
