Магнитная характеристика

Рис. 4.27

Эта зависимость (рис. 4.27) имеет нелинейный характер, что связано с особенностями ферромагнитных материалов, из которых выполнена магнитная •цепь двигателя. При небольших значениях тока и магнитного потока существует прямая пропорциональность между этими величинами: (участок 0 — а кривой на рис. 4.27). Когда магнитный поток достигает определенной величины, дальнейший его рост замедляется (участок ab кривой Ф(l_в)) —происходит так называемое насыщение магнитной цепи машины.

4.6.4. Электромеханические характеристики на валу ТД

При последовательном возбужденииТД (см. рис. 4.26, а) I_в = I_я = I_д. Если пренебречь величиной потери напряжения в обмотках ТД, выражение (4.39) можно приближенно записать в виде:

(4.75)

Если магнитный поток прямо пропорционален току ( участок 0—а магнитной характеристики), то

(4.76)

то есть в координатах п—I_я такая зависимость является гиперболой (штриховая кривая 1 на рис. 4.28). Так как при насыщении магнитной цепи I_в>I_ва темп роста магнитного потока снижается, то и частота вращения будет больше .значений, определяемых кривой 1 (штрихпунктирная кривая 2 на рис. 4.28). Если учесть потерю напряжения, то в соответствии с формулой (4.39) действительная частота вращения будет меньше, чем по приближенной формуле(4.75) (сплошная кривая 3 на рис. 4.28). Чем больше ток, тем больше будет расхождение между кривыми 2 и 3. Таким образом, действительная зависимость n(I_я) имеет гиперболический характер, но «чистой» гиперболой не является.

Вращающий момент (без учета потерь ΔМ) определяется формулой (4.44). На прямолинейной части магнитной характеристики (при I_в<I_ва) вращающий момент пропорционален квадрату тока:

(4.77)

а зависимость М_эм(I_Д) является параболой (штриховая кривая 1 на рис. 4.29). При насыщении магнитной цепи значения магнитного потока меньше тех, которые определяются прямой ОА на рис. 4.27, .а следовательно, меньше и значения момента М_эм (штрихпунктирная кривая 2 на рис, 4.29).

Зависимость вращающего момента на валу ТД M(L) расположена ниже зависимости М_эм(I_Д) из-за потерь, возникающих в двигателе (сплошная кривая 3 на рис. 4.29).

Таким образом, действительная зависимость М(I_Д) имеет, параболический характер, но «чистой» параболой не является.

Рис. 4.28 Рис. 4.29

Рис. 4.30 Рис. 4.31

Электромеханические характеристики на валу ТД обычно совмещают на одном планшете, здесь же изображают зависимость КПД от тока (рис. 4.30). Рассматриваемые характеристики являются естественными, автоматическими. Каждому значению тока однозначно соответствуют значения п и М. Если механическая нагрузка на валу двигателя возросла, то частота вращения снизится, уменьшится значение противоЭДС, возрастет ток, увеличится вращающий момент до величины, соответствующей новому значению механической нагрузки. ПротивоЭДС играет роль автоматического регулятора режима работы ТД.

При независимом возбуждении ТДток возбуждения при постоянном значении напряжения U_B от независимого источника питания остается постоянный и не зависит от тока якоря, следовательно магнитный поток также не изменяется: Ф= const (см. рис. 4.26, б).

Из формулы (4.39) следует, что зависимость п(1) является прямой линией (линия 1 на рис. 4.31): при увеличении тока происходит некоторое уменьшение частоты вращения за счет роста потери напряжения I_яr_д. Зависимость М_ЭМ(I) по (4-44) является прямой линией, проходящей через начало координат (штриховая прямая 2 на рис. 4.31), а М(I) расположена ниже за счет потерь ΔМ_: (прямая 3 на рис. 4.31).