Энергетическая диаграмма КПД двигателя постоянного тока.



 

                                                     где P1 = UI – подводимая мощность.Pв и Pэл мощность потерь в цепи якоря и возбуждения.P0 – мощность потерь холостого хода. Pm=Pэм полная механическая мощность, Pэл – электромагнитная мощность. P0- мощность потерь холостого хода, P2 – полезная мощность на валу электродвигателя.

 

К электродвигателю подводится от сети электрическая мощность P1, часть которой тратится на покрытие электрических потерь в цепи якоря включая контакторы щеток ( I2я*RЯ) и в цепи возбуждения (Pв) оставшаяся полная механическая мощность развивается на валу

PM=P1-I2я*Rя-Pвозб

Кпд электрической машины зависит от нагрузки , так как с изменением нагрузки меняется и величина электрических потерь. При увеличении нагрузки от нуля до половины номинальной КПД машины резко возрастает, а затем растет медленно достигая максимума при номинальной нагрузке. Дальнейшее увеличение нагрузки вызывает уменьшение КПД, так как интенсивность роста электрических потерь превышает интенсивность роста электрических потерь превышает интенсивность роста полезной мощности.

 

 

 


Рисунок зависимости КПД от нагрузки

В машинах малой мощности до 2 авт КпД доходит до 0,65 – 0,7.

 

 


 

Уравнение ЭДС электродвигателя постоянного тока. Пуск электродвигателя постоянного тока.

 

В момент включения двигателя в сеть якорь неподвижен и ток в нем

           ( 1 )

так как сопротивление якоря очень мало, ток может превышать номинальный в 10 – 20 раз от Iном в зависимости от мощности двигателя. Большой ток при пуске опасен для двигателя, поэтому непосредственным включением в сеть запускают лишь маломощные двигатели ( 300 – 600 Вт ), в которых Iпусковое=3 – 5Iноминальное . Это объясняется повышенным сопротивлением обмотки и малым моментом инерции якоря.

То есть для двигателя постоянного тока могут применяться три способа пуска.

1. Прямой, при котором обмотка якоря непосредственно подключается к сети.

2. Реостатный, при котором цепь якоря включается пусковой реостат для ограничения тока.

3. Путем плавного повышения напряжения сети.

 

Как только якорь приходит во вращение, в проводниках его наводится ЭДС.                                    E=CenФ,

· Сe=(PN)/60а - постоянная, зависящая от конструкции машины,

· Р – число пар полюсов

· N – количество проводников в обмотке якоря

· а – число пар параллельных ветвей в обмотке якоря

· n – частота вращения

· Ф – магнитный поток

Эта ЭДС называется противо-ЭДС так как она направляется против приложенного напряжения.

Следовательно при вращении якоря:

( 2 )

Это уравнение называется уравнением ЭДС электродвигателя.

 

 


 

Вращающий момент электродвигателя постоянного тока. Уравнение мощности и моментов.

 

Умножив правую и левую часть уравнения на Iя получим уравнение мощностей ЭДС.                      

 P1 = PM + Pполезная

U*IЯ=E*IЯ+IЯ2*RЯ                   ( 3 )

· U*IЯ=P1 – мощность потребляемой ЭДС из сети.

· E*IЯ=PM – полная механическая мощность двигателя.

· IЯ2*RЯ – мощность потерь в цепи якоря.

Так как PM=M* ω

· M – полный момент на валу электродвигателя

· Ω – угловая частота вращения якоря

     То  E*IЯ=M*ω  подставляя значение с E=Ce*n*Ф ( ) и ω=(πn)/30 получим вращающий момент:

где  - постоянна для определенной машины.

При установившемся режиме работы (n= cons’t), вращающий момент электродвигателя момент электродвигателя равен статическому моменту на валу (моменту сопротивления моменту нагрузки ).

M = M0+M2=Mcт            ( 5 )

· M0 – вращающий момент холостого хода.

· M2 – полезный момент на валу двигателя .

При неустановившемся режиме ( n # cons’t), разгон, тормозная или регулировочная частота, кроме статического момента возникает динамический момент:

           ( 6 )

· I – момент инерции всех вращающихся частей,

·  - угловое ускорение

Знак момента Mд зависит от знака ускорения. При нарастании скорости момент Mд положительный, складываясь с Mст, он увеличивает тормозной момент на валу двигателя. При уменьшении скорости момент Mд отрицательный (в данном случае общий тормозной момент уменьшается).

Уравнение моментов электродвигателя имеет вид:

M=Mcт ± Mд           ( 7 )

 


 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 881; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ