Механические характеристики двигателей постоянного тока
Аналитическое выражение механической характеристики двигателя постоянного тока можно получить из уравнения равновесия напряжений якорной цепи (при установившемся режиме)
где U — напряжение на зажимах двигателя, В; 1Я — ток в цепи якоря, A; Rя— сопротивление цепи якоря, Ом; Ф — магнитный поток двигателя, Вб; ω — угловая скорость якоря, рад/с; сд — коэффициент, зависящий от конструктивных данных двигателя. Решив уравнение (3.1) относительно угловой скорости, получим уравнение скоростной характеристики двигателя
Электромагнитный вращающий момент двигателя (Н • м) пропорционален магнитному потоку и току якоря:
Из уравнения (3.3) ток якоря
Подставив в уравнение (3.2) значение тока, выраженное уравнением (3.4), получим уравнение механической характеристики двигателей постоянного тока независимо от способа возбуждения
Рассмотрим механические характеристики двигателей постоянного тока в зависимости от способа возбуждения. Двигатели постоянного тока параллельного возбуждения. Схема включения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения приведена на рис. 3.1, а. Обмотка возбуждения ОВ может быть подключена к той же сети, что и якорь, или к отдельному источнику тока (независимое возбуждение). В том и другом случае ток возбуждения не зависит от процессов, происходящих в якоре двигателя и при постоянном напряжении сети магнитный поток можно считать постоянным Ф = const. Обозначив сдФ=kд и подставив его в уравнение (3.5), получим уравнение механической характеристики двигателя постоянного тока параллельного возбуждения
При М=0 угловая скорость якоря
называется скоростью идеального холостого хода.
Второй член уравнения (3.6) определяет изменение угловой скорости двигателя при изменении момента
Величина Δω зависит не только от момента, но и от сопротивления цепи якоря. С увеличением Rя величина Δω увеличивается. С учетом уравнений (3.7) и (3.8) уравнение (3.6) можно записать в виде Из уравнений (3.6) и (3-.9) видно, что механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения является прямой линией, тангенс угла наклона которой определяется величиной Rя/kд2 На рис. 3.1,6 приведены естественная и искусственные механические характеристики, полученные введением в цепь якоря реостата. Такие искусственные характеристики используются при пуске и торможении двигателя. Двигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Схема включения двигателя последовательного возбуждения приведена на рис. 3.2, а. Обмотка возбуждения ОВ включена последовательно с якорем и по ней протекает ток якоря. Следовательно, магнитный поток двигателя является функцией тока якоря. Эта зависимость выражается графически в виде кривой намагничивания, которая является нелинейной функцией и не имеет аналитического выражения. Поэтому нельзя получить аналитическую зависимость для механической характеристики. Характерной особенностью двигателей последовательного возбуждения является то, что изменение магнитного потока с изменением тока якоря оказывает большое влияние на скорость двигателя. Это хорошо видно из уравнения скоростной характеристики
которое показывает, что с изменением магнитного потока скорость двигателя может изменяться в широких пределах.
Если для упрощения предположить, что магнитная цепь двигателя не насыщена и поток пропорционален току Ф = сф/Я, то момент двигателя
где k = cд / сф. Подставив в уравнение скоростной характеристики значение Ф = Сф/я, получим
где R — внутреннее сопротивление цепи якоря, равное сумме сопротивлений обмоток якоря и возбуждения (Rя + rя). Заменив в уравнении ток якоря его выражением из (3.10), получим уравнение механической характеристики
Уравнение (3.12) представляет собой уравнение кривой, для которой ось ординат является асимптотой. Подобная характеристика представлена на рис. 3.2,6. Уравнение (3.12) дает лишь общее представление о механической характеристике двигателя. При расчетах им пользоваться нельзя, так как аналитически учесть намагничивание стали невозможно. Как видно на рис. 3.2,6, механическая характеристика двигателя последовательного возбуждения — мягкая. При уменьшении нагрузки угловая скорость резко возрастает, а при М = 0 она стремится к бесконечности. В реальных двигателях ток при холостом ходе не может быть равен нулю вследствие потерь в стали и механических потерь, но угловая скорость может достигнуть опасных по условиям механической прочности значений, равных (5÷6)ωном. Поэтому холостой ход для двигателей последовательного возбуждения недопустим.
Двигатели постоянного тока смешанного возбуждения. Двигатели смешанного возбуждения имеют две обмотки возбуждения (рис. 3.3). Магнитный поток двигателя определяется суммой потоков параллельной ОВпар и последовательной ОВпос обмоток:
Вследствие нелинейной зависимости магнитного потока от тока якоря аналитическое выражение механической характеристики, так же как и для двигателя последовательного возбуждения, получить нельзя. В зависимости от соотношения магнитных потоков обмоток возбуждения механические характеристики имеют различную жесткость. Чем больше доля магнитного потока последовательной обмотки, тем мягче характеристика. На рис. 3.3 приведены две естественные характеристики с различным соотношением магнитных потоков обмоток возбуждения. Обмотка параллельного возбуждения создает поток Фпар независимый от тока якоря, поэтому двигатель может работать вхолостую со скоростью
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (284)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |