Курсовая работа: Технологія монтажу та ремонту машин постійного струму

ККД двигуна визначається формулою

,

де – повна споживна потужність, а – сумарні втрати в двигуні.

При холостому ході .

При невеликому, але зростаючому навантаженні сумарні втрати (в основному втрати на тертя) залишаються практично сталими. ККД при цьому зростає, бо чисельник рівняння зростає швидше, ніж знаменник. При значному навантаженні дуже зростають втрати в обмотці якоря, тому що вони пропорційні квадрату струму. При навантаженні 0,7 – 0,8 % від номінального ККД двигуна починає зменшуватися.

Механічна характеристика двигуна з паралельним збудженням є залежністю при , і .

Враховуючи

і зробивши невеликі перетворення, матимемо рівняння залежності швидкості обертання від моменту:

.

Рис. 3.3.1.2. Механічні характеристики двигуна з паралельним збудженням

На рисунку 3.3.1.2 показано механічну характеристику двигуна паралельного збудження (при цьому нехтують реакцією якоря).

Властивість двигуна з паралельним збудженням зберігати майже незмінною швидкість обертання при значних змінах навантаження широко використовують на практиці.

3.3.2 Характеристка двигуна з послідовним збудженням

Робочі характеристики двигуна з послідовним збудженням аналогічні тим самим залежностям для двигуна з паралельним збудженням, а саме: n , M , і при або і при .

Швидкісна характеристика або при .

Зауважимо, що істотної різниці між характеристиками і немає, тому що при Р₂ ~ І_я .

У двигуні з послідовним збудженням струм збудження є водночас і струмом навантаження , тому двигун не має характеристики холостого ходу . Магнітний потік двигуна з послідовним збільшенням залежить від завантаження. При збільшенні навантаження двигуна в перший момент порушується рівновага обертального і гальмівного моментів. Оберти вала почнуть зменшуватися, що приведе до збільшення струму якоря і обертального моменту М , який зростатиме доти, поки не зрівняється з гальмівним моментом. Оберти вала почнуть зменшуватися, що приведе до збільшення струму якоря і обертального моменту М , який зростатиме доти, поки не зрівняється з гальмівним моментом.

Отже, швидкість обертання двигуна із збільшенням навантаження зменшується. Якщо нехтувати спадом напруги в колі якоря та реакцією якоря і вважати, що магнітна система двигуна не насичена, то магнітний потік буде пропорційний струму якоря Ф ~ . Число обертів можна зобразити таким співвідношенням:

.

Це співвідношення показує, що із збільшенням навантаження швидкісна характеристика або нагадуватиме гіперболу. З кривої видно, що при зменшенні навантаження до нуля швидкість обертання безмежно збільшується. Насправді це не так, бо при холостому ході струм у якорі не дорівнюватиме нулю. Тому швидкість обертання двигуна при холостому ході хоч і не дорівнюватиме нескінченності, проте значно перевищуватиме номінальну швидкість (у 4-6 раз), що з погляду механіки не допустимо для двигуна (розрив бандажів, псування обмотки якоря тощо). Ось чому двигун послідовного збудження слід ставити в такі умови, при яких холостий хід двигуна був би неможливим.

Залежність моменту двигуна від Р₂ .

При ненасиченій магнітній системі можна вважати, що магнітний потік прямо пропорційний струму Ф ~ І . Тоді з формули

маємо:

.

Рис. 3.3.2.1. Робочі характеристики двигуна з послідовним збудженням

Отже, момент двигуна змінюється пропорційно квадрату струму, тому крива подібна параболі на рисунку 3.3.2.1. Але в міру збільшення струму якоря при збільшенні навантаження Р₂ настає насичення магнітної системи машини. Тому і крива обертального моменту наближається до прямої лінії.

3.3.3 Залежність ККД двигуна від Р₂