Электромеханика

Известно, что механический момент, развиваемый якорем, равен:

.

Однако часть механической энергии теряется на преодоление меха­нических потерь, поэтому

,

.

Таким образом, вычисление произведения СмФ не вызывает затруднений. Используя полученное значение, вычисляются пуско­вые моменты при отсутствии пускового реостата и при введенном пусковом реостате.

Для определения частот вращения двигателя, работающего в различных режимах, необходимо знать произведение постоянной машины по ЭДС (се) и магнитного потока.

Из уравнения электрического равновесия машины, работаю­щей в номинальном режиме, определяется сеФ, т.к. для машины постоянного тока, работающей в режиме двигателя

.

Все значения в приведенном уравнении заданы, поэтому вычисле­ние сеФ не составляет труда. При определении частоты вращения якоря при введенном пусковом реостате следует не забывать о том, что противо - ЭДС обмотки якоря равна разности номинального напряжения и падения напряжения на сопротивлении цепи якоря и сопротивлении пускового реостата. По вычисленному значению противо - ЭДС и вычисленному значению произведения сеФ вычис­ляется частота вращения двигателя при введенном реостате.

При изменении тока возбуждения изменяется магнитный по­ток машины и, следовательно, изменяется общий вид механиче­ской характеристики двигателя. Частота вращения идеального хо­лостого хода пропорциональна напряжению на зажимах якоря и обратно пропорциональна магнитному потоку машины. Пусковой момент механической характеристики при измененной величине тока возбуждения изменяется пропорционально магнитному пото­ку. Записав уравнение механической характеристики как прямой, проходящей через две точки и подставив в него значение номи­нального момента, получают частоту вращения двигателя при из­менении магнитного потока.

По полученной выше частоте идеального холостого хода и значению пускового момента строится механическая характеристи­ка двигателя при измененной величине тока возбуждения.

Аналогичным образом можно построить естественную меха­ническую характеристику и реостатную механическую характери­стику.

При анализе работы машины постоянного тока в режиме ге­нератора следует иметь в виду, что сопротивление обмотки возбуж­дения машины, работающей в режиме двигателя, задано с учетом сопротивления регулировочного реостата в цепи возбуждения RB, который позволяет изменять ток возбуждения в некоторых преде­лах.

Для построения характеристик машины постоянного тока, ра­ботающей в режиме генератора, сначала следует определить ток возбуждения, при котором на выходе генератора при номинальном токе нагрузки будет напряжение, равное номинальному. Напряже­ние на выходе генератора будет равно номинальному в том случае, если реальная ЭДС в обмотке якоря будет больше номинального напряжения на сопротивлении цепи якоря Rя. Кроме этого следует учесть влияние реакции якоря. Для упрощения следует принять изменение ЭДС, вызванное уменьшением магнитного потока равным падению напряжения на сопротивлении якоря.

Определив таким образом ЭДС холостого хода по соответствующей характеристике, определяют величину тока возбуждения генератора.

Внешнюю регулировочную и нагрузочную характеристику можно построить с помощью характеристического треугольника с учетом того, что длина сторон пропорциональна току нагрузки.

При изучении изменении частоты вращения ЭДС холостого хода генератора изменится пропорционально. С учетом падения напряжения на сопротивлении цепи якоря и изменения напряжения из-за реакции якоря можно определить выходное напряжение.

КПД генератора следует вычислять, начиная с определения выходной мощности . Для определения выходной механической мощности следует учесть потери в обмотке возбуждения механические потери, потери в стали и потери в обмотке якоря.

Постоянные потери в генераторе принять равными соответствующим потерям машины при работе ее в режиме двигателя.