Загальні відомості. Аналітична залежність швидкості обертання w від електромагнітного моменту М двигуна постійного струму паралельного збудження визначається за рівнянням:

Аналітична залежність швидкості обертання w від електромагнітного моменту М двигуна постійного струму паралельного збудження визначається за рівнянням:

,

де, R_як = R_я + R_дп + R_щ + R_д - опір якірного кола, який складається з суми таких опорів, а саме: опору обмотки якоря, додаткових полюсів, щіткових контактів і зовнішнього додаткового опору /Ом/.

Розрізняють природні та штучні механічні характеристики. Природна характеристика двигуна показує залежність w =f(M), коли номінальні значення напруги, магнітного потоку і відсутній додатковий опір в колі якоря.

Штучна механічна характеристика – це залежність w =f(M), коли двигун живиться від мережі з напругою, відмінною від номінальної; наявний додатковий опір в колі якоря або обмотці збудження.

В усталеному режимі електромагнітний момент, визначається рівнянням

М=М_в+М_о ,

де М_в – момент, який діє на валі двигуна;

М_о= М_тр+ М_вен+ М_ст – момент неробочого ходу, який визначається: наявністю тертя в підшипниках, вентиляційними втратами і втратами в стальному магнітопроводі.

Знаки у рівнянні визначаються режимом роботи електричної машини.

Момент М₀ залежить від швидкості обертання двигуна, а тому для визначення п=f(M_в) необхідно мати експериментальну криву п=f(М_о).

Залежно від режиму роботи машини w=f(M_о) визначається додаванням або відніманням характеристик w=f(M) і w=f(M_о).

Запуск системи генератор-двигун відбувається у такій послідовності. Автоматичним вимикачем QF1 подається напруга на обмотки збудження генератора та навантажувального двигуна, вимикачем QF2 вмикається асинхронний двигун М в мережу, але рубильник S в якірному колі генератор-двигун (Г-Д) розімкнутий. Далі виконується запуск досліджуваного двигуна DD до номінальної швидкості обертання. Рубильник S можна вмикати лише тоді, коли сума ерс в якірному колі Г-Д буде дорівнювати нулю (показ V0 дорівнює нулю).

Дослід найзручніше виконувати в такій послідовності. Зменшуючи струм збудження машини GN і збільшуючи струм збудження машини DN, завантажуємо дослідний двигун DD до /1.5¸1.7/І_н. Струм навантаження
контролюємо за допомогою амперметра А1. Далі збільшуючи струм збудження машини DN, знаходимо ще декілька точок для режиму
двигуна. Щоб одержати характеристику w=f(I), необхідно для кожного значення частоти обертання двигуна робити відлік показу вольтметра V1 і амперметра А1.

Частоту обертання двигуна вимірюємо за допомогою тахогенератора TG і вольтметра V2.

Далі зменшуючи збудження машини DN, дослідний двигун DD переводиться в генераторний режим, про що свідчить зміна струму в якірному колі двигуна DD (амперметр А1). Під час роботи двигуна на штучній характеристиці Ф=0,6Ф_н слід обмежитись лише роботою машини в режимі двигуна.

При роботі двигуна з додатковим опором у колі якоря можна зняти характеристику в режимі противмикання. Для цього необхідно спочатку зменшити струм збудження машини GN до мінімуму, а потім змінити потенціометром П напрям струму в обмотці збудження ОЗ GN. Двигун DD змінить свій напрям обертання і буде працювати в режимі противмикання.

Для зняття механічних характеристик, у режимі динамічного гальмування необхідно при швидкості обертання DD w=0 увімкнути магнітний пускач KM1, тоді якір двигуна DD від’єднається від мережі живлення і замкнеться на гальмівний опір R_д. Швидкість обертання двигуна DD при R_д=const регулюється за допомогою машини DN.

Результати вимірювань і розрахункові дані записати в табл. 6.1.

Таблиця 6.1

Експериментальні дані

Режим роботи роботи

Результати спостережень

Розрахункові значення

Примітка

n

I1

U1

w

Р1

РМ

РЩ

РД

DР1

Р

М

об/хв

А

В

рад/с

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Вт

Нм

Схема експериментальної установки показана на рис. 6.1

Дослідний двигун DD і його обмотка збудження ОЗ DD під’єднанні до мережі за допомогою автомата QF1. Струм у колі обмотки збудження може регулюватися за допомогою опору R₁ і контролюється амперметром А3. За допомогою магнітних пускачів КМ1 і КМ2 можна увімкнути якір двигуна або в мережу, або на опір. Для визначення значення струму та напруги якоря служать А1 і вольтметр V1. Навантаження на валі двигуна в даній установці виконується навантажувальною системою Г-Д.

У табл. 6.1. фізичні величини визначаються:

Р₁=U₁×I_я - потужність, яку споживає електродвигун із мережі живлення;

Р_М=I_я²×R_я - втрати потужності в мідній обмотці якоря;

Р_Щ=2×DU_Щ×I_я - втрати потужності на щітках;

DU_Щ=0,5 В - спад напруги в перехідному опорі між щітками і колектором;

Р_Д=0.005×Р₁ - додаткові втрати потужності;

DР₁= Р_М+ Р_Щ+ Р_Д - сумарні втрати потужності;

Р=Р₁-DР₁ - електромагнітна потужність;

R_я=0,69 Ом - опір якірної обмотки;

М=Р/w - електромагнітний момент двигуна.