Основные характеристики машин постоянного тока

Основные характеристики генератора постоянного тока

ЭДС генератора постоянного тока

• С Е – постоянная конструктивная величина машины
• n - число оборотов в минуту якоря машины (скорость вращения якоря)
• Ф – магнитный поток одного полюса машины

Регулирование ЭДС генератора постоянного тока

• Чаще регулировку ЭДС (напряжения) производят изменением магнитного потока, который зависит от тока в обмотке возбуждения.
• В цепь обмотки возбуждения включают реостат, изменяя сопротивление которого, изменяется и ток возбуждения.

Напряжение

• Напряжение на выводах генератора меньше его ЭДС на величину падения напряжения в цепи якоря

• Падение напряжения в цепи якоря очень маленькое, так как сопротивление обмотки якоря мало. Поэтому напряжение генератора бывает лишь незначительно меньше его ЭДС 

Мощность

• Мощность, отдаваемая генератором во внешнюю цепь

• U Г – напряжение на зажимах генератора (В)
• I - ток во внешней цепи (А)

Мощность

• Мощность, отдаваемая генератором, всегда меньше мощности, затрачиваемой на вращение якоря и возбуждение, т.к. внутри генератора происходят потери энергии.
• К этим потерям относятся механические потери (трение в подшипниках, трение коллектора о щетки), потери на нагрев проводов обмотки якоря и обмотки возбуждения, магнитные потери и т. д.

Основные характеристики двигателя постоянного тока

Электромагнитный вращающийся момент

М - электромагнитный момент, создаваемый в результате взаимодействия вращающего магнитного поля с током в роторе (Н*м)

С М – коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей двигателя

Ф – магнитный поток (Вб)

I Я – ток в якоре (А)

Напряжение

• Напряжение, необходимое для работы двигателя

Частота (скорость) вращения двигателя

• Скорость вращения двигателя можно регулировать изменяя сопротивление якоря, питающее напряжение и магнитный поток

КПД

• Р 2 – полезная мощность двигателя (Вт)

• Р 1 – потребляемая мощность двигателя (Вт)

Способы включения обмотки возбуждения

• Для создания   рабочего    магнитного потока в генераторе по обмотке его главных полюсов пропускают ток, называемый током возбуждения.
• От способа включения цепи возбуждения по отношению к якорю зависят все рабочие характеристики машин постоянного тока

Способы включения обмотки возбуждения

• Машина с независимым возбуждением

• Обмотка возбуждения ОВ подключена к независимому источнику энергии
• Ток в ней не зависит от напряжения на якоре машины
• Главный магнитный поток не зависит от нагрузки машины

Способы включения обмотки возбуждения

• Машина с параллельным возбуждением

• Обмотка возбуждения ОВ подключена параллельно к цепи якоря
• Ток возбуждения во много раз меньше тока якоря
• Обмотка возбуждения должна обладать достаточно большим сопротивлением (большое количество витков)
• Главный магнитный поток постоянен и не зависит от условий нагрузки машины

Способы включения обмотки возбуждения

• Машина с последовательным возбуждением

• Обмотка возбуждения ОВ подключена последовательно к цепи якоря
• Ток возбуждения равен току в цепи якоря
• Обмотка возбуждения должна обладать малым сопротивлением (малое количество витков)
• Главный магнитный поток меняется в зависимости от нагрузки машины

Способы включения обмотки возбуждения

• Машина со смешанным возбуждением

• На каждом полюсном сердечнике расположены две обмотки, одна из которых подключена параллельно якорю (основная). Ее ток возбуждает главное магнитное поле
• Вторая обмотка лишь дополнительно воздействует на это поле.
• В зависимости от характеристик этих обмоток машина может быть как машиной с параллельным возбуждением, так и машиной с последовательным возбуждением.

Реакция якоря

• При работе МПТ в режиме холостого хода ток в обмотке якоря практически отсутствует, в машине действует только  магнитодвижущая сила   обмотки возбуждения.
• Магнитное поле при этом симметрично относительно оси главных полюсов.

Реакция якоря

• Если машину нагрузить, то в обмотке якоря появится ток, который создаст свое магнитное поле.
• Поле якоря, воздействуя на магнитное поле полюсов, изменяет и искажает его.
• Воздействие поля, создаваемого током в якоре при нагрузке машины, на магнитное поле полюсов называется реакцией якоря .

Реакция якоря

• С увеличением нагрузки на машину ток в якоре растет, следовательно растет магнитное поле, создаваемое обмоткой якоря и растет влияние реакции якоря на работу машины.