Уравнения и графики электромеханических характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения

При выводе уравнений для статических характеристик двигате­ля примем следующие допущения: реакция якоря не учитывается; момент на валу двигателя равен электромагнитному моменту. Тогда уравнения для напряжения, ЭДС якоря и электромагнитного мо­мента будут иметь вид

U = E + IR; (4.1) Е = кФω; (4.2) М= кФI, (4.3) где R = RЯ + RД - полное сопротивление цепи якоря, Ом; Ф - магнит­ный поток, Вб; U- подводимое к якорю напряжение, В; к =pNl(2πa) - конструктивный коэффициент двигателя; р - число пар полюсов; N -число активных проводников обмотки якоря; а - число параллель­ных ветвей обмотки якоря. Подставляя (4.2) в (4.1), получим формулу для электромехани­ческой характеристики ω(I): ω = (U – IR)/(kФ). (4.4)

В соответствии с (4.4) электромеханическая и механичес­кая характеристики ДПТНВ представляют собой линейные зави­симости угловой скорости (далее скорости) от тока и момента, вид которых для разных полярностей питающего якорь напряжения по­казан на рис. 4.1, б.

Характерными точки А хо­лостого хода, в которой ω = ω₀, а I = М = 0, и точка В короткого замыкания, где ω = 0, а / = /_кз и М = М_кз. Отметим, что режим ко­роткого замыкания для электрической машины соответствует не­подвижному состоянию якоря при поданном на двигатель напря­жении, а не замыканию его электрических цепей между собой или на корпус. Режим короткого замыкания называется также пуско­вым режимом, поскольку является начальным при включении (пус­ке) двигателя.

Уравнения (4.4) и (4.5) можно записать в сокращенной форме:

ω = ω₀ - ∆ω,

где ω_о - скорость идеального холостого хода двигателя,

ω₀ = U/(кФ);

∆ω - изменение угловой скорости относительно скорости идеаль­ного холостого хода,

∆ω = IR/(кФ) = МR/(кФ)².

На рис. 4.1,6 показана также характеристика ДПТНВ, уравне­ния которой получают из (4.4) и (4.5) при U = 0:

ω = -IR/(кФ);

ω = -МR/(кФ)².

Зависимости ω (I) и ω (M) при U = 0 также являются линейными.