Задание

Курс: 2 Курс
Преподаватель: Филатов И.В.
Дисциплина: Электрические машины
Группа(ы): Т-21
Задание:

    Двигатели постоянного тока

Коллекторные электрические машины обладают свойством обратимости, т.е. они могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Если машину постоянного тока подключить к источнику энергии постоянного тока, то в обмотке возбуждения и в обмотке якоря машины появляются токи.

Взаимодействие тока якоря с магнитным полем обмотки возбуждения создает на якоре электромагнитный момент, который является не тормозящим, как у генератора, а вращающим. Машина будет работать в режиме двигателя и в ней будет происходить преобразование электрической энергии в механическую.

На валу двигателя создаются следующие моменты:

1)    Электромагнитный момент, который возникает за счет взаимодействия тока обмотки якоря с магнитным полем обмотки возбуждения:

                                

2)    Момент холостого хода М0, который обусловлен механическими и магнитными потерями внутри двигателя.

3)    Полезный момент, который создается со стороны рабочего механизма М2. Сумма М0 и М2 дает статический момент Мст= М02.

При заданной нагрузке статический момент остается постоянным.

4)    При всяком изменении частоты вращения, на валу двигателя возникает динамический момент, который равен моменту инерции тела, умноженному на приращение угловой скорости:

В общем виде уравнение моментов имеет вид:

                                                    М=МСТ Мд

Знак «+» или « » определяется характером изменения частоты вращения (при увеличении частоты вращения: знак «+», при уменьшении знак  

По мере разгона двигателя в его якорной обмотке появляется противо-Э.Д.С., направленная встречно току якоря. Ее значение определяется формулой:

Ea = Ce·Ф·n

По 2 закону Кирхгофа напряжение, подводимое к двигателю, уравновешивается величиной противо-Э.Д.С. и падением напряжения в цепи якоря:

                                                    

Умножив обе части уравнения на ток якоря Iа, получим уравнение мощности для цепи якоря: , где

UIa – полная мощность, взятая от источника;

EaIa – электрическая мощность двигателя EaIaэмэм·ω;

Ia2 ·∑ra – тепловая мощность.

Из уравнения следует, что с увеличением нагрузки на вал двигателя, т.е. с увеличением электромагнитного момента, возрастает мощность в цепи обмотки якоря U·Ia, т.е. мощность на входе двигателя. Но так как напряжение, подводимое к двигателю, поддерживается неизменным (U=const), то увеличение нагрузки двигателя сопровождается ростом тока в обмотке якоря Iа.

Частота вращения двигателя определяется в соответствии с формулой Э.Д.С. якоря:

                                   

Т.е. частота вращения двигателя прямо пропорциональна напряжению, подводимому к нему, и обратно пропорциональна магнитному потоку возбуждения.


Фийл задания:
29 марта 2025