Анализ рабочих характеристик

Рабочие характеристики исследуемого двигателя представлены на рис. 5 и построены по опытным данным табл. 1 и 2.

 

I а

P1

 

Рис. 5. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения со стабилизирующей обмоткой

Скоростные характеристики строятся по данным табл. 3.

Вид скоростной характеристики

определяется двумя факторами: падением напряжения в цепи
обмотки якоря  и изменением результирующего продольного потока :

; ,

где – МДС от размагничивающего действия поперечной реакции якоря; – МДС стабилизирующей обмотки.

Отключение стабилизирующей обмотки, а тем более ее встречное включение ослабляет результирующий магнитный поток, что приводит к менее устойчивой работе при резких изменениях нагрузки на валу двигателя. Правильность включения стабилизирующей обмотки следует определять по скоростным характеристикам, построенным по результатам опытов (рис. 6).

	n
			об/мин

n0

I ан I а, А

0

1 – встречное вкл. 2 – без стабил. обм. 3 – согласное вкл.

Рис. 6. Скоростные характеристики

Регулирование скорости вращения двигателя изменением
подводимого к якорю напряжения

 

Примерный вид зависимости n, , при постоянном моменте и токе возбуждения приведен на рис. 8.7.

  Зависимость .

Скорость вращения якоря при  и  изменяется в зависимости от напряжения линейно. Минимальное напряжение, при котором якорь начинает вращаться, равно некоторому пусковому напряжению (напряжению трогания)  при n = 0. Из формулы (8.9) при прямом включении в сеть имеем

,

откуда , где  – ток, соответствующий моменту

Якорь двигателя придет во вращение, как только приложенное напряжение станет больше внутреннего падения напряжения в якорной цепи:

.

В диапазоне двигатель оказывается нерегулируемым.

 

	I a, n, P2

Un

n

0

1,1 UH

I a

P2

h

I а

 

Рис. 7. Регулирование скорости вращения двигателя
параллельного возбуждения подводимым к якорю напряжением
при М = const и I _в = const

Зависимость .

Рассмотренный способ регулирования осуществляется при практически неизменном значении КПД двигателя, так как

.

Зависимость .

Полезная мощность  изменяется при М = const и практически похожа на зависимость .

 

Регулирование скорости вращения двигателя
изменением тока возбуждения

Полученные зависимости представлены на рис. 8.

IВ, A

Рис. 8. Регулирование скорости вращения двигателя параллельного
возбуждения изменением тока возбуждения при и М = const

Если допустить, что магнитная цепь машины не насыщена, то   и, следовательно,

;

;

.

Все эти зависимости при принятом допущении близки к гиперболам.

Регулирование скорости при принятых допущениях происходит при постоянном КПД: .

Регулировочная характеристика двигателя

Примерный вид полученных зависимостей приведен на рис. 9. При постоянной скорости вращения полезная мощность на валу изменяется пропорционально моменту. Ток якоря растет быстрее момента из-за ослабления поля в соответствии с выражением

.

При увеличении момента на валу для поддержания  ток возбуждения приходится изменять, т.к. с нагрузкой скорость двигателя падает.

Iа

Iв

Р 2

М, Нм

Рис. 9. Регулировочные характеристики двигателя
параллельного возбуждения при

Реостатные характеристики двигателя

 

Реостатные характеристики имеют вид кривых, представленных на рис. 10.

no

0

 

Рис. 10. Реостатные характеристики двигателя
 параллельного возбуждения

Зависимость  при реостатном регулировании на основании формул (8.3) и (8.10) и с учетом того, что , имеет следующее аналитическое выражение:

,

где  – скорость холостого хода; – суммарное сопротивление цепи рабочего тока двигателя.

Если пренебречь небольшим изменением магнитного потока вследствие реакции якоря, то при различных сопротивлениях представляется в виде пучка прямых, выходящих из одной точки ( при М = 0).

Включение последовательно с якорем сопротивления приводит к уменьшению жесткости механических характеристик. Для каждого сопротивления жесткость характеристики рассчитывают по формуле

.

 

Положительным свойством «реостатного» регулирования является то, что оно может осуществляться в достаточно широких пределах и технически легко осуществимо. Однако следует иметь в виду, что при этом происходят большие потери энергии в реостате, включенном последовательно с якорем двигателя.