3.3 Естественная характеристика эп с дпт нв

Из всего семейства характеристик электропривода с двигателями постоянного тока независимого возбуждения (ЭП с ДПТ НВ) необходимо выделить одну характеристику – естественную, которая определяется при номинальном напряжении , номинальном магнитном потоке и отсутствием дополнительных внешних сопротивлений в якорной цепи. Её уравнения записываются в виде

; (3.20)

, (3.21)

или в другой форме записи

; (3.22)

, (3.23)

где – скорость идеального холостого хода при работе на естественной характеристике;

- модуль статической жёсткости естественной характеристики.

Естественная механическая характеристика двигателя даёт основные представления об электромеханических свойствах двигателя. Она определяет его рабочую номинальную скорость и показывает статическое изменение скорости при изменении нагрузки. Чем выше модуль жёсткости , тем более стабильна работа при широких изменениях M. Другой оценкой стабильности рабочей скорости электропривода при различных моментах нагрузки является статизм механической характеристики

или

. (3.24)

Таким образом, статизм механической характеристики обратно пропорционален модулю её жёсткости.

Для сравнения естественных механических характеристик различных двигателей с независимым возбуждением и обобщённой формой записи уравнений широко используется система относительных единиц. В качестве базовых величин обычно принимаются , , , , , , при этом уравнения (3.12), (3.13) в относительных единицах имеют следующий вид:

(3.25)

, (3.26)

здесь , = , , = ,

, .

Уравнения естественных электромеханических и механических характеристик в относительных единицах могут быть получены из (3.25) и (3.26) при ; ;

; (3.27)

. (3.28)

На рис. 3.5 приводятся естественные механические характеристики ЭП с ДПТ с НВ.

Рис. 3.5. Естественные характеристики компенсированных (а) в относительных единицах и некомпенсированных (б) ДПТ с НВ в абсолютных единицах

При номинальном магнитном потоке уравнения (3.27) и (3.28) идентичны и эти характеристики совпадают. Относительный перепад

скорости . Относительный ток короткого замыкания обратно пропорционален

. (3.29)

Собственное сопротивление якорной цепи двигателя , в связи с чем ток короткого замыкания на естественной характеристике двигателей средней и большой мощности превышает номинальный ток

.

Он значительно превышает , допустимый по условиям коммутации, т.е. двигатели имеют перегрузочную способность по току и моменту при потоке

Относительный перепад скорости для двигателей указанной мощности лежит в пределах 0,015 0,03, а для двигателей малой мощности 0,15 0,3, т.е. на порядок ниже. Причём, так как двигатели небольшой мощности не имеют компенсационной обмотки, из-за продольной составляющей поперечной реакции якоря с изменением нагрузки происходит снижение Ф, что приводит к нелинейному характеру характеристики (кривая 1 на рис. 3.5).