Рабочие характеристики двигателей постоянного тока

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

К рабочим характеристикам относятся характеристики: ω(P2), Iа(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 · Iа
Pэл = Iа2 · rа

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.

Pэм = Eа · Iа = M · ω0

Энергетическая диаграмма двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением

Энергетическая диаграмма двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.

Pв — потери на возбуждение.

Pэл. а — электрические потери в цепи якоря.

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

Pмх – 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.

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

P1 – первичная электрическая мощность, потребляемая из питающей сети.

P2 – механическая мощность.

P2=M·ω
P2 = P1 — Pв – Pэл. а – Pм2 – Pмх – Pд
ΣP = Pв – Pэл. а – Pм2 – Pмх – Pд
η = P2 / P1 = (P1 – ΣP) / P1 = 1 – (ΣP / P1)

Рабочие характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением Pн=10 кВт, Uн=220 В, nн=950 об/мин

Рабочие характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением Pн=10 кВт, Uн=220 В, nн=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 Pн.

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 Pн преобладают магнитные потери, далее начинают преобладать электрические потери.

Закладка Постоянная ссылка.