Двигатели постоянного тока

Из первых четырех уравнений получим уравнение механической характеристики:

Поскольку применяемые в системах автоматического управления двигатели являются управляемыми, различают два типа управления двигателями постоянного тока - якорное управление и полюсное управление.
При якорном управлении производится изменение напряжения (№1, с.278), подаваемого в якорную цепь без изменения возбуждения. При полюсном управлении, наоборот, меняется поле возбуждения путем изменения тока в обмотках главных полюсов iB. Для расширения диапазона управления применяют также комбинированное управление.
При полюсном управлении ФB=const, поэтому уравнение механической характеристики будет иметь вид

Графически эта характеристика при фиксированном напряжении на двигателе представляет собой прямую, пересекающую координатные оси в точках ω0 и MК.З. (рисунок 6), где ω0- частота вращения холостого хода, а MК.З.- момент короткого замыкания, когда ротор двигателя неподвижен.

Рисунок 6 – Статическая характеристика ДПТ
Электрическая машина работает в режиме двигателя при 0MК.З. происходит вращение двигателя в противоположную сторону под действием внешнего момента - машина работает в режиме тормоза (режим противовключения), при ω>ω0 машина работает в режиме генератора на сеть, имеющую напряжение UH.
Механические характеристики при различных напряжениях питания двигателя выглядят, как семейство прямых (рисунок 7).
Часто их строят в функции тока якоря IЯ, тогда аналитическое выражение для механических характеристик примет вид

Откуда видно, что падение скорости при нагрузке двигателя зависит исключительно от сопротивления якорной цепи RЯ.

Рисунок 7 – Механическая характеристика ДПТ
Кроме механических, существуют регулировочные характеристики. Для якорного управления это зависимость частоты вращения от напряжения питания UДВ. Вид этих характеристик изображен графически (рисунок 8), где где UТР- напряжение трогания двигателя.

Рисунок 8 – Регулировочная характеристика ДПТ
Изобразим графически вид этих характеристик при различных нагрузках (рисунок 9).

Рисунок 9 – Характеристики ДПТ при различных нагрузках
Заключение
Свойства двигателя постоянного тока, так же как и генераторов, определяются способом возбуждения и схемой включения обмоток возбуждения. По способу возбуждения можно разделить двигатели постоянного тока на двигатели с электромагнитным и магнитоэлектрическим возбуждением.
Двигатели с электромагнитным возбуждением подразделяются на двигатели с параллельным, последовательным, смешанным и независимым возбуждением.
Двигатели независимого возбуждения наиболее полно удовлетворяют основным требованиям к исполнительным двигателям самоторможение двигателя при снятии сигнала управления, широкий диапазон регулирования частоты вращения, линейность механических и регулировочных характеристик, устойчивость работы во всем диапазоне вращения, малая мощность управления, высокое быстродействие, малые габариты и масса
Однако двигатели постоянного тока имеют существенные недостатки (№2, с.175), такие как: необходимость профилактического обслуживания коллекторно-щеточных узлов и ограниченный срок службы из-за износа коллектора, накладывающие ограничение на область их применения малый срок службы щеточного устройства из-за наличия скользящего контакта между щетками и коллектором, скользящий контакт является источником радиопомех. Но также, обладает весьма значительными достоинствами – простотой управления и практически линейными механическими и регулировочными характеристиками двигателя.


Список использованной литературы
Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины, 1979г
Голдберг О.Д. Испытания электрических машин.- М.: Высш.шк., 2000
Жерве Г.К. Промышленные испытания электрических машин.- Л.: Энергоатомиздат, 1984
Кацман М.М. Электрические машины, 2000г
Копылов И.П. Электрические машины, 2004г
Котеленец Н.Ф., Кузнецов Н.Л. Испытания и надёжность электрических машин. – М.: Высш.шк., 1988































3




2