Построение естественных характеристик машин постоянного тока по паспортным данным

Условием работы двигателя постоянного тока на естественных механической и электромеханической характеристиках при любом способе возбуждения является подключение его к номинальному напряжению U _н, наличие номинального потока возбуждения Ф_н и отсутствие дополнительного сопротивления в якорной цепи.

В паспорте двигателей независимого возбуждения указываются следующие номинальные величины: напряжение U _н, ток якоря I _ян, мощность на валу Р _н, частота вращения n _н, КПД h_н, ток возбуждения I _вн. Как установлено в главе 3, электромеханическая и механическая характеристики МПТ независимого возбуждения при общепринятых допущениях представляют собой прямые линии, которые, как известно, могут быть построены по двум точкам. В качестве таких точек удобно использовать координаты номинального режима работы и идеального холостого хода. В расчетах и построениях будем использовать международную систему единиц СИ. Тогда, после перехода от известной номинальной частоты вращения n _н к номинальной скорости w_н по соотношению

, (4.6)

необходимо дополнительно определить две координаты – номинальный момент и скорость идеального хода . Как видно, в оба выражения входит неизвестная величина k Ф_н. Для ее определения используют уравнение естественной электромеханической характеристики (2.21), записанное для номинального режима работы

(4.7)

Входящая в это выражение величина R _я либо задается в каталоге, либо может быть оценена по эмпирическому соотношению, которое записывается из условия, что при номинальной нагрузке Р _н мощность потерь в обмотке якоря составляет половину полной мощности потерь , т.е.

(4.8)

В результате из (4.8) получаем

(4.9)

Далее определяются w₀ и М _н и строются естественная электромеханическая (рис. 4.4,а) и механическая (рис.4.4,б) характеристики.

Естественные электромеханическая и механические характеристики двигателей постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения строятся на основе универсальных характеристик в относительных единицах w^*(I_я^*) и M^* (I_я^*), задаваемых в справочниках для каждой их серии. Умножая ординаты и абсциссы зависимости w^*(I_я^*), соответственно, на номинальные значения скорости и тока получают естественную электромеханическую характеристику.

Определив номинальный момент аналогично тому, как это сделано ранее для двигателя независимого возбуждения (только в соответствующем уравнении к сопротивлению якоря R _я должно быть добавлено сопротивление последовательной обмотки возбуждения R _в), в зависимости M^* (I _я ^*) переходят к абсолютным единицам и получают зависимость M (I _я). Задаваясь рядом значений скорости, по кривой w(I _я) определяют ток, а по кривой M (I _я) соответствующий ему момент и строят естественную механическую характеристику.