3.4 Основные уравнения и внешние характеристики гпт. Слайд № 42

1) ЭДС якоря

, (4.6)

где – постоянная, зависящая от конструкции МПТ, – частота вращения ротора, – магнитный поток, проходящий через якорь.

2) Уравнение напряжения генератора

. (4.7)

где и –– соответственно ток и сопротивление якоря.

3) Уравнение момента

, (4.8)

где – постоянная, зависящая от конструкции МПТ.

На слайде № 42 показаны внешние характеристики генераторов при и ; где – ток в обмотке возбуждения.

С ростом тока нагрузки увеличивается падение напряжения в обмотке якоря . Кроме этого при увеличении тока якоря растет магнитный поток якоря, который искажает суммарное магнитное поле машины (реакция якоря), что приводит к снижению ЭДС . Поэтому в генераторах независимого и параллельного возбуждения при увеличении тока нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается (4.7). В генераторах параллельного возбуждения снижение выходного напряжения более значительно, т.к. ток возбуждения, а соответственно, и магнитный поток, зависят от напряжения на зажимах генератора.

В генераторах смешанного возбуждения вид внешней характеристики зависит от того, как взаимодействуют магнитные потоки, создаваемые обмотками возбуждения и от соотношения этих магнитных потоков. На Слайде № 42 (Внешние характеристики ГПТ) кривые 1 и 2 соответствуют такому включению обмоток, когда их магнитные потоки складываются (согласное включение). С ростом тока нагрузки напряжение на зажимах генератора растет. Затем по причинам, рассмотренным ранее, оно начинает понижаться. Можно подобрать такое соотношение числа витков обмоток, что напряжение генератора будет номинальным при номинальном токе нагрузки (кривая 2) или при токе больше номинального (кривая 1).

При встречном включении обмоток возбуждения с ростом тока нагрузки магнитный поток резко уменьшается, и напряжение падает очень быстро. Такое включение, например, используется для специальных сварочных генераторов.

3.5. Принцип действия двигателя постоянного тока (дпт) Слайд № 43

Для того чтобы МПТ начала работать в режиме двигателя, необходимо создать постоянное магнитное поле в главных полюсах и ток в обмотке якоря, т.е. подать напряжение на обмотку возбуждения и щеточно-коллекторный узел машины. В результате взаимодействия постоянного магнитного поля и проводников обмотки якоря с током возникнет пара сил, которая начнет вращать ротор (правило левой руки).

На Слайде № 43 показано, что щетки, жестко закрепленные на статоре, подключают обмотку якоря таким образом, что направление вращающего момента не меняется. Кроме этого по правилу правой руки при вращении обмотки якоря, в ней начнет наводиться ЭДС.

3.6. Основные уравнения и характеристики двигателя постоянного тока Слайд № 44

1) ЭДС якоря ,

2) Уравнение электрического равновесия

. (4.9)

3) Уравнение момента ,

4) Коэффициент полезного действия (КПД)

,

где - мощность энергии, потребляемой ДПТ, - мощность на валу ДПТ, – мощность потерь, включающая в себя механические, магнитные и электрические потери.

5) Уравнение механической характеристики. Механическая характеристика ДПТ – это зависимость момента на валу от частоты вращения М = f(n). Его можно получить из совместного решения (4.6-4.9).

(4.10)