Машины постоянного тока обладают свойством обратимости, т.е. они могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Поэтому если подключить МПТ к источнику постоянного тока, то в обмотке возбуждения и в обмотке якоря появятся токи. В результате взаимодействия тока якоря с полем возбуждения, на проводниках обмотки якоря появятся электромагнитные силы Fэм. Совокупность этих сил создаст на якоре электромагнитный момент М, под действием которого якорь начнет вращаться, т.е. машина будет работать в режиме двигателя, потребляя электрическую энергию и преобразуя её в механическую.
В процессе работы двигателя его якорь вращается в магнитном поле, следовательно, в обмотке якоря индуцируется ЭДС Еа, направление которой противоположно приложенному к ДПТ напряжению и поэтому её называют противо-ЭДС якоря.
При постоянной частоте вращения (n=const) уравнение напряжений ДПТ имеет вид:
|
U=Еа+Iа·Rа, |
(1) |
Из уравнения следует, что подведенное к двигателю напряжение уравновешивается противо-ЭДС обмотки якоря и падением напряжения в цепи якоря.
Умножим уравнение (1) на ток якоря Iа, получим уравнение мощности для цепи якоря:
|
U·Iа=Еа ·Iа -Iа2·Rа , |
(2) |
|
| где | U·Iа - мощность в цепи обмотки якоря; | |
|
Е а·Iа =М·ω=Рэм – электромагнитная мощность двигателя; |
||
|
I а2·Rа – мощность электрических потерь в цепи якоря. |
||
|
Тогда получим: |
||
|
U·I а=М·ω-Iа2·Rа. |
(3) | |
Анализ этого уравнения показывает, что с увеличением механической нагрузки на вал двигателя, т.е. с увеличением электромагнитного момента М, возрастает мощность в цепи якоря U·Iа, т.е. мощность на входе двигателя. Но так как напряжение, подводимое к двигателю постоянно, то увеличение нагрузки двигателя сопровождается ростом тока в обмотке якоря Iа.
Уравнения моментов ДПТ при n=const имеют вид:
1) режим х.х.
|
М=М0 |
2) нагрузочный режим
|
М=М0+М2, |
||
| где | М2 – нагрузочный момент. |
В зависимости от способа возбуждения ДПТ делятся на:
- параллельного возбуждения (шунтовые);
- последовательного возбуждения (сериесные);
- смешанного возбуждения (компаундные).
Частота вращения якоря
Из формулы ЭДС Еа=СеФn и уравнения напряжения (1) получим формулу частоты вращения:
|
|
(4) |
Из формулы видно, что регулировать частоту вращения двигателя можно тремя способами:
- изменением напряжения U подаваемого на двигатель;
- изменением сопротивления цепи якоря Rа;
- изменением величины магнитного потока Ф.
Реверсирование двигателя
Направление вращения якоря зависит от направления магнитного потока Ф и направления тока в обмотке якоря Iа, следовательно, чтобы изменить направление вращения якоря надо изменить либо направление тока в якоре, либо направление тока в обмотке возбуждения.
