Механические и скоростные характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения
Механические характеристики предназначены для исследования и анализа совместной работы электродвигателя и рабочего механизма; скоростные – для исследования токов электродвигателя при его загрузке. Эти характеристики взаимосвязаны, так как электромагнитный момент электрической машины определяется ее током и магнитным потоком.
Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения имеет вид, приведенный на рис.2.4,
Рис.2.4. Схема включения электродвигателя постоянного тока
независимого возбуждения
где
ДП – обмотка дополнительных полюсов;
КО – компенсационная обмотка;
Rдп, Rко – активные сопротивления обмотки добавочных полюсов и
компенсационной соответственно;
Rдоб – добавочное сопротивление якорной цепи;
Rя – активное сопротивление обмотки якоря;
Rов, Rвд – активные сопротивления обмотки возбуждения и
добавочного в цепи возбуждения соответственно;
Uс, Е – напряжение питания и ЭДС электродвигателя соответственно;
Uв – напряжение питания обмотки возбуждения;
Iя, Iв – токи якоря и возбуждения соответственно.
Если существует необходимость включения в якорную цепь двигателя добавочного сопротивления, то для электроприводов малой мощности используются резисторы со скользящими контактами, позволяющие реализовать плавное изменение активного сопротивления. В приводах средней и большой мощности используются шунтирующие контакторы, при помощи которых осуществляется дискретное изменение активного сопротивления якорной цепи.
В связи с тем, что мощность цепи возбуждения сравнительно невелика (3 – 5% от мощности электродвигателя), здесь возможно применение резисторов со скользящими контактами в приводах практически любой мощности.
В установившемся режиме двигатель независимого возбуждения (рис.1.4) описывается следующими уравнениями:
Uс = Е + Iя Rяц, (2.6)
Uв = Iв Rв, (2.7)
где Rяц = Rя + Rдп+ Rко + Rдоб – активное сопротивление якорной цепи;
Rв = Rов+ Rвд – активное сопротивление цепи возбуждения.
Е = (р N / 2 p а) Ф w = К Ф w, (2.8)
где N, а – число активных проводников и параллельных ветвей обмотки якоря соответственно;
Ф – магнитный поток возбуждения, Вб;
К = р N / 2 p а – конструктивная постоянная электродвигателя.
Если скорость электродвигателя приведена во внесистемных единицах n[об/мин], то угловая частота вращения определяется как
w = 2 p n / 6о. (2.9)
Из (2.6) получаем уравнение скоростной характеристики:
w = Uс / КФ – Rяц Iя /КФ. (2.10)
Известно, что электромагнитный момент электродвигателя равен
М = КФ Iя. (2.11)
Подставим в (2.10) вместо тока якоря его значение из (2.11) и получим уравнение механической характеристики электродвигателя:
w = Uс / КФ – Rяц М / (КФ)2 . (2.12)
Построенные в соответствии с (2.10) и (2.12) скоростная (а) и механическая (б) характеристики двигателя независимого возбуждения приведены на рис.2.5.
 |
а) б)
Рис. 2.5. Скоростная и механическая характеристики двигателя
независимого возбуждения