Электрические машины постоянного тока (продолжение)

тока
2. ЭДС якоря машины постоянного тока
3. Потери мощности в машине постоянного тока
4. Эксплуатационные характеристики генератора
постоянного тока
5. Эксплуатационные характеристики двигателя
постоянного тока

якоря, находящийся в магнитном поле возбуждения:

Электромагнитный момент, создаваемый всей обмоткой якоря:

IЯ – ток якоря
ФВ – магнитный поток возбуждения
D – диаметр якоря
N – число проводников обмотки якоря
S – сечение поверхности полюса
l – длина якоря

Электромагнитный момент машины постоянного тока пропорционален току в обмотке якоря IЯ и магнитному потоку возбуждения ФВ.

определяется индукцией магнитного поля В и скоростью движения проводника в магнитном поле v:

ЭДС, создаваемая всей обмоткой якоря:

n – частота вращения якоря
ФВ – магнитный поток возбуждения
D – диаметр якоря
N – число проводников обмотки якоря
S – сечение поверхности полюса
l – длина якоря

ЭДС обмотки якоря машины постоянного тока пропорциональна магнитному потоку возбуждения и частоте вращения якоря.

ΔрВ
Потери в обмотке якоря: ΔрЯ
Магнитные потери в магнитопроводе (ΔpМАГ)
Механические потери (ΔpМЕХ)

Энергетическая диаграмма двигателя постоянного тока

Энергетическая диаграмма генератора постоянного тока

зависимость напряжения на зажимах генератора от тока возбуждения при отсутствии нагрузки (Iп=Iя=0) и постоянной частоте вращения, равной номинальной (n=nном=const).

приемнике (тока якоря) при неизменном токе возбуждения (магнитном потоке ФВ) и частоте вращения n.

1 – независимое возбуждение
2 – параллельное возбуждение
3, 4 – смешанное возбуждение

4. Эксплуатационные характеристики
генератора постоянного тока (продолжение)

якоря, при неизменном напряжении на зажимах генератора и постоянной частоте вращения. Она показывает как необходимо регулировать ток возбуждения чтобы поддерживать напряжение на зажимах генератора неизменным при изменении нагрузки.

1 – с независимым возбуждением, 2 – с параллельным возбуждением

4. Эксплуатационные характеристики
генератора постоянного тока (продолжение)

тока - зависимость частоты вращения n от момента нагрузки на валу M

С увеличением момента M на валу двигателя частота вращения n уменьшается.

1 – независимое, параллельное возбуждение
2 – последовательное возбуждение
3 – смешанное возбуждение

Холостой ход

якоря двигателя постоянного тока:

Ток якоря при пуске:

Пусковой момент:

Пусковой реостат ограничивает ток якоря при пуске:

магнитного потока Фв

Естественная и искусственные
механические характеристики

Регулировочная характеристика

4. Эксплуатационные характеристики
двигателей постоянного тока (продолжение)

сопротивления
в цепи якоря.

Реостатные механические характеристики ДПТ

4. Эксплуатационные характеристики
двигателей постоянного тока (продолжение)

обмотке якоря

Механические характеристики ДПТ при якорном регулировании

4. Эксплуатационные характеристики
двигателей постоянного тока (продолжение)

создает электромагнитный вращающий момент. Таким образом, электромагнитный момент машины постоянного тока пропорционален току в обмотке якоря IЯ и магнитному потоку возбуждения ФВ.

В двигателе постоянного тока электромагнитный момент определяет механическую мощность на его валу. В генераторе постоянного тока электромагнитный момент уравновешивает момент приводного двигателя.

2. При вращении якоря машины постоянного тока в магнитном поле возбуждения в его обмотке индуцируется ЭДС. ЭДС обмотки якоря машины постоянного тока пропорциональна магнитному потоку возбуждения и частоте вращения якоря.

В двигателе постоянного тока ЭДС якоря уравновешивает напряжение, приложенное к его обмотке. В генераторе постоянного тока ЭДС якоря определяет напряжение на его зажимах.

МПТ можно выделить четыре составляющих потерь: потери в обмотке возбуждения, определяемые ее сопротивлением и током возбуждения; потери в обмотке якоря, определяемые ее сопротивлением и током якоря; магнитные потери в магнитопроводе, определяемы перемагничиванием магнитопровода якоря; механические потери, определяемые трением вращающихся частей. К.п.д. машины постоянного тока в зависимости от мощности может быть 60÷96%.

характеристика и регулировочная характеристика.
Характеристика холостого хода (х.х.х.) – это зависимость напряжения на зажимах генератора от тока возбуждения при отсутствии нагрузки (IП=IЯ=0) и постоянной частоте вращения, равной номинальной (n=nном=const). х.х.х. определяется нелинейными свойствами стального магнитопровода и соответствует виду кривой намагничивания стали.
Внешняя характеристика - это зависимость напряжения на зажимах генератора от тока в приемнике (тока якоря) при неизменном токе возбуждения (магнитном потоке ФВ) и частоте вращения n.
Регулировочная характеристика – это зависимость тока возбуждения от тока якоря, при неизменном напряжении на зажимах генератора и постоянной частоте вращения. Она показывает как необходимо регулировать ток возбуждения при изменении нагрузки, чтобы поддерживать напряжение на зажимах генератора неизменным.
Внешняя и регулировочная характеристики генератора зависят от способа возбуждения.

регулировочными свойствами.
Механическая характеристика – это зависимость частоты вращения n от момента нагрузки на валу M (n=f(M)). С увеличением момента M на валу двигателя частота вращения n уменьшается.
Пуск двигателя постоянного тока сопровождается большим пусковым током якоря. Пусковой ток может быть ограничен включением в цепь якоря пускового реостата, либо регулированием напряжения на обмотке якоря.
Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока может осуществляться тремя способами: изменением магнитного потока Фв (полюсное регулирование), изменением сопротивления в цепи якоря Rя (реостатное регулирование) и изменением напряжения U, приложенного к обмотке якоря (якорное регулирование).
Механическая характеристика при номинальном токе возбуждения и номинальном напряжении якоря называется естественной механической характеристикой. Искусственные механические характеристики зависят от способа регулирования. Вид механической характеристики, пусковые и регулировочные свойства существенно зависит от способа возбуждения машины.

тока пропорционален току в обмотке якоря и магнитному потоку возбуждения;
2) Электромагнитный момент машины постоянного тока пропорционален частоте вращения и обратно пропорционален магнитному потоку возбуждения;
3) Электромагнитный момент машины постоянного тока обратно пропорционален току в обмотке якоря и магнитному потоку возбуждения.

От чего зависит ЭДС в обмотке якоря МПТ?
1) ЭДС обмотки якоря машины постоянного тока пропорциональна магнитному потоку возбуждения и частоте вращения якоря;
2) ЭДС обмотки якоря машины постоянного тока пропорциональна току якоря;
3) ЭДС обмотки якоря машины постоянного тока обратно пропорциональна магнитному потоку возбуждения и частоте вращения якоря.

Основные составляющие потерь энергии в машине постоянного тока:
1) Потери в обмотке возбуждения, потери в обмотке якоря, магнитные потери механические потери.
2) Электрические потери в обмотках, магнитные потери в магнитопроводе, потери в приемнике
3) Электрические потери в обмотках и механические потери

генератора от тока возбуждения
Зависимость напряжения на зажимах генератора от тока в приемнике (тока якоря)
Зависимость тока возбуждения от тока якоря, при неизменном напряжении на зажимах генератора

Зависит ли напряжение генератора постоянного тока от величины нагрузки?
С увеличением нагрузки напряжение ГПТ уменьшается.
С увеличением нагрузки напряжение ГПТ увеличивается.
Напряжение ГПТ не зависит от величины нагрузки.

Указать график внешней характеристики ГПТ независимого возбуждения

разомкнутой обмотке якоря (отключенном приемнике).
Режим работы ГПТ при замкнутых между собой выводах обмотки якоря.
Режим работы, при котором обмотка возбуждения отключена

Чем объясняется уменьшение напряжения ГПТ с увеличением тока якоря?
Падением напряжения в обмотке якоря;
Уменьшением сопротивления приемника;
Уменьшением частоты вращения.

Как необходимо изменять ток возбуждения ГПТ при увеличении тока нагрузки, чтобы поддержать напряжение неизменным?
Увеличивать
Уменьшать
Ток возбуждения не влияет

?
Режим работы ДПТ при отсутствии механической нагрузки на валу.
Режим работы ДПТ при отключенной обмотке якоря.
Режим работы ДПТ при отключенной обмотке возбуждения.
Аварийный режим, возникающий при обрыве цепи обмотки якоря.

Как соотносятся частота вращения холостого хода (n0) и номинальная частота вращения (nном) ДПТ?
nном = n0
nном > n0
nном < n0