Работа ЭМПТ при нагрузке. Электромагнитный момент и электромагнитная мощность ЭМПТ

Рассмотрим двигатель постоянного тока, представленный на рисунке 1.31:

Рис. 1.31. Поперечный разрез МПТ

При протекании тока по обмотке якоря, на каждый проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует электромагнитная сила. Элементарная электромагнитная сила и электромагнитный момент, действующие на один проводник, по закону электромагнитной силы:

, (1.79)

где – диаметр якоря.

Если общее число проводников обмотки якоря N, то число проводников под одним полюсным делением .

Тогда полный момент:

(1.80)

Так как длина окружности якоря:

, (1.81)

то

. (1.82)

При достаточно большом числе проводников на полюсном делении, и при замене трапециидальной кривой изменения магнитной индукции в зазоре В_δ прямоугольником с высотой , можно записать:

. (1.83)

Если число параллельных ветвей обмотки якоря ,то ток одной параллельной ветви

, (1.84)

где – ток обмотки якоря.

Подставляя данные выражения в выражение электромагнитного момента (1.80), получаем:

(1.85)

или

(1.86)

Здесь – постоянная момента.

Это выражение электромагнитного момента характеризует принцип действия двигателя: двигатель постоянного тока развивает момент, если по обмотке якоря протекает ток ( ) и она находится в магнитном поле .

Электромагнитную мощность можно определить как

. (1.87)

Подставив в данное выражение полученное выражение момента (1.86) и угловую частоту вращения:

, (1.88)

получим

. (1.89)

Учитывая, что – постоянная ЭДС, получим:

. (1.90)

Таким образом, получили, что электромагнитная мощность (или расчетная мощность машины) равна:

. (1.91)