Рабочие характеристики двигателей постоянного тока

Рабочие характеристики двигателей постоянного тока предназначены для определения характера прохождения энергии в электромеханическом преобразователе.

К рабочим характеристикам относятся характеристики: ω(P₂), I_а(P₂), P₁(P₂), M(P₂), η(P₂).
P₂ – полезная мощность.
P₁ – подводимая мощность.

Зависимость M(P₂) называется моментной характеристикой.

Чтобы было более наглядно видно прохождение энергии через двигатель постоянного тока, постоим энергетическую диаграмму. Энергетическая диаграмма строится в масштабе.

Как только по обмотке якоря начинает протекать ток, в обмотке якоря возникают электрические потери.

P₁ = U · I_а
P_эл = I_а² · r_а

Полезная мощность P₁ через воздушный зазор передается на вал двигателя и называется электромеханической мощностью.

Электромеханическая мощность может быть как электрическая, так и механическая, но эта мощность будет еще не полезная мощность. Часть электромеханической мощности преобразуется в магнитные потери, механически потери и добавочные потери.

P_эм = E_а · I_а = M · ω₀

Энергетическая диаграмма двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.

P_в — потери на возбуждение.

P_{эл. а} — электрические потери в цепи якоря.

P_мг — магнитные потери, состоящие из потерей на гистерезис и вихревые токи в магнитопроводе машины.

P_мх – механические потери на трение в подшипниках, трении щеток о коллектор, коллектора и якоря о воздух, трение вентилятора о воздух. Механические потери зависят от конструкции машины и для каждого конкретного двигателя будут величиной постоянной.

P_д – добавочные потери, их называют технологическими потерями, так как они связаны с качеством выполнения машины. Добавочные потери учесть трудно, их берут: P_д=0,001·P_н

P₁ – первичная электрическая мощность, потребляемая из питающей сети.

P₂ – механическая мощность.

P₂=M·ω
P₂ = P₁ — P_в – P_{эл. а} – P_м2 – P_мх – P_д
ΣP = P_в – P_{эл. а} – P_м2 – P_мх – P_д
η = P₂ / P₁ = (P₁ – ΣP) / P₁ = 1 – (ΣP / P₁)

Рабочие характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением P_н=10 кВт, U_н=220 В, n_н=950 об/мин.

Характеристика ω(P₂) будет отличаться для двигателя с независимым и параллельным возбуждениями. Все остальные характеристики будут иметь одинаковый вид для независимого и параллельного возбуждений.

Все рабочие характеристики строятся для интервала полезных мощностей от 0 до 1,25 P_н.

Как видно из кривой КПД, КПД сначала возрастает, затем в районе номинальной мощности достигает максимума и снижается при увеличении полезной мощности. КПД достигает максимума, когда электрические потери равны магнитным потерям.

Электрические потери называются переменными потерями. Магнитные потери называются постоянными потерями. На отрезке кривой КПД от 0 до P_н преобладают магнитные потери, далее начинают преобладать электрические потери.

Описание спа комплекс подольск здесь.