Уравнение электромеханической характеристики двигателя постоянного тока независимого

(параллельного) возбуждения

В машине постоянного тока по обмотке якоря проходит ток I. Этот ток взаимодействует с магнитным потоком Ф, создаваемым обмоткой возбуждения. В результате возникают электромагнитные силы, создающие механический вращающий момент, который называется электромагнитным моментом М_эм.

Рис.2.1. Схема включения двигателя постоянного тока

параллельного возбуждения

Из курса электрических машин известны следующие соотношения между напряжением сети U, ЭДС Е, скоростью w, током I в установившемся режиме работы электрической машины:

U =Е+I(r_я+R_доб), (2.1)

Е = сФw, (2.2)

М_эм= сФI, (2.3)

где с - постоянный конструктивный коэффициент электрической машины; w - угловая скорость вращения якоря двигателя, рад/с; r_я - сопротивление якорной цепи двигателя, Ом; R_доб - добавочное сопротивление.

Решив совместно уравнения (2.1...2.3), получим:

. (2.4)

Выражение (2.4) носит название электромеханической (или скоростной) характеристики двигателя.

Если во время работы электрической машины напряжение, поток возбуждения и сопротивление остаются неизменными, то

w = w_О - b_i I, (2.5)

где w₀ - скорость идеального холостого хода двигателя при I = 0; w ₀ = ; b_i - коэффициент жесткости электромеханической характеристики.

(2.6)

Электромеханическая характеристика - это прямая линия, которая проходит через две точки (рис.2.2). Координата первой точки: скорость w равна нулю, ток - равен пусковому:

.

Координата второй точки: ток равен нулю, скорость w = w₀. На рис.2.2 приведен график (1) расчетной электромеханической характеристики.

Рис.2.2. Электромеханические (1, 2) и механические (3, 4)

характеристики двигателя независимого

или параллельного возбуждения

В области значительных нагрузок (I > I_н) в электрической машине начинает проявляться реакция якоря, и график реальной электромеханической (2) характеристики будет нелинейным.