Лекція 1-30

Тема: «Обертовий момент, пускові якості ДПС. Регулювання швидкості, реверс, втрати і η ДПС».

Мета: «Розглянути способи регулювання швидкістю ДПС, реверс, втрати і ККД; навчитися розрізняти типи втрат в ДПС, рахувати ККД».

Література: Л1, ст. 129..134, ст. 138..139.

Основні питання:

1. Рівняння ЕРС якоря і обертаючого моменту.

2. Пуск і регулювання швидкості обертання.

3. Реверс, втрати потужності і ККД ДПС.

1. Рівняння ерс якоря і обертаючого моменту.

Розглянемо один із провідників в пазі якоря. Нехай він рухається (при обертанні якоря) з лінійною швидкістю V, тоді в цьому провіднику наводиться ЕРС: ,

де α = 90 , 1я - довжина активної частини якоря, В_ср - середня індукція магнітного поля в зазорі.

Нехай 2а - число паралельних гілок. Оскільки ЕРС дорівнює ЕРС однієї гілки, то можемо записати:

де Е_я - шукана ЕРС якоря, N - число всіх провідників якоря. Далі потрібно вивести залежності В_ср і V від конструктивних параметрів. Оскільки

де Ф - магнітний потік одного полюса, а S - площа, яку пронизує даний потік, то

і далі

тут р - число пар полюсів (р = 1,2, ...).

Швидкість V можна виразити через частоту обертання якоря n:

Підставляючи отримані вирази у формулу для Е_я:

Якщо ввести конструктивний коефіцієнт

то остаточно одержуємо:

Е_я = С_Е Ф n

Видно, що ЕРС якоря пропорційна частоті обертання якоря і магнітному потоку полюсів. Використовуючи закон Ампера, знайдемо силу, з якою поле збудження діє на один провідник якоря:

тут = 90 , I - струм у провіднику.

Ця сила створює обертаючий момент:

де Д - діаметр якоря. Множачи на загальне число провідників N, одержимо загальний момент:

Середню індукцію В_ср, як і раніше, одержимо відношенням магнітного потоку одного полюса до площі, яку пронизує цей потік:

Оскільки струм якоря розтікається по паралельних гілках, то струм в одному провіднику визначається виразом:

П ідставляючи вираз для В_ср і I у формулу загального моменту, одержимо:

Якщо ввести конструктивний коефіцієнт

то остаточно можемо записати:

М = С_МФ1_Я

Як видно, електромагнітний момент машини постійного струму пропорційний магнітному потоку полюсів і току якоря.

Отримана вище формула ЕРС якоря Ея дає деяке середнє значення ЕРС. В дійсності величина її коливається (пульсує) між двома граничними значеннями- Е_min і Е_max. При обертанні якоря частина витків, замикаючись накоротко щітками, вимикається з паралельних гілок, і за час повороту якоря на кут, що відповідає одній колекторній пластині, сума миттєвих значень ЕРС встигає трохи змінитися.

Максимальне значення виникаючих при цьому пульсацій ЕРС Е = 0,5 (Е_max -Е_min) залежить від числа колекторних пластин. Наприклад, при збільшенні цього числа від 8 до 40 величина Е зменшується від 4В до 0,16В.