Короткі теоретичні відомості. Кутова частота обертання двигуна: . (2.1)

Кутова частота обертання двигуна:

.

(2.1)

Рівняння електромеханічної характеристики ДПС НЗ:

.

(2.2)

Момент, що розвиває двигун

.

(2.3)

Швидкість ідеального холостого ходу

.

(2.4)

Струм короткого замикання

.

(2.5)

Рівняння механічної характеристики ДПС НЗ:

.

(2.6)

ЕРС двигуна

.

(2.7)

Активний опір якірної обмотки:

,

(2.8)

де ─ для двигунів постійного струму незалежного збудження;

─ для двигунів постійного струму змішаного збудження;

─ для двигунів постійного струму послідовного збудження.

Індуктивність обмотки якоря визначається відповідно до формули Уманського:

,

(2.9)

де ─ для компенсованих машин.

Момент інерції для машини постійного струму визначається за емпіричним виразом:

.

(2.10)

Позначимо співвідношення: .

.

(2.11)

Опори пускових резисторів:

; ; ; .

(2.12)

Сумарний опір пускових резисторів:

.

(2.13)

Значення електромагнітної сталої часу двигуна:

.

(2.14)

Значення електромеханічної сталої часу:

.

(2.15)

Розрахунок природних характеристик усіх типів двигунів виконують, використовуючи наявні аналітичні співвідношення і базуючись на паспортних номінальних даних. При цьому природна характеристика ДПС незалежного збудження, що являє собою (при загальноприйнятих припущеннях про лінійність електричної машини) пряму лінію, може бути побудована за двома точками: за точкою номінального режиму роботи ( і ) та ідеального холостого ходу ( і ). Із цих чотирьох координат слід визначити дві:

і ,

(2.16)

де – коефіцієнт ЕРС; – опір якірного кола двигуна, .

Для побудови реостатних характеристик, що проходять через точку ідеального холостого ходу, слід знайти швидкість ДПС НЗ на даній реостатній характеристиці при номінальному навантаженні:

.

(2.17)

При побудові вказаних характеристик необхідно враховувати обмеження, застосовані до струмів під час тривалого режиму роботи, для забезпечення нормальної роботи двигуна за умовами нагрівання якоря. Обмеження за умовами комутації колектора належать до перехідних процесів. Обмеження під час тривалого режиму для ДПС виражені через і при . При зменшенні (послабленні) магнітного потоку умова залишається незмінною. Однак для характеру навантаження при послабленні магнітного потоку, що має місце при реґулюванні швидкості ДПС угору від основної, , де .

Реґулювальні характеристики при зміні напруги на якорі (при живленні якоря від реґульованого джерела живлення), а також при послабленні поля при номінальній напрузі якоря будуються так само, як і природні механічні (електромеханічні) характеристики за координатами двох точок: за швидкістю холостого ходу і за швидкістю при номінальному струмі (або моменті), що має місце при заданому конкретному способі реґулювання або . Координати цих точок визначаються за відомими співвідношеннями ( або ) і , де . Ступінь зменшення магнітного потоку при і послаблення поля та пропорційного збільшення швидкості холостого ходу визначаються зі співвідношення:

.

(2.18)

Для розрахунку та побудови механічних характеристик двигунів постійного струму послідовного й змішаного збуджень необхідно користуватися універсальними залежностями ; і або , наведеними у відповідних завданнях.

Узявши за базові номінальні величини конкретного двигуна з єдиної серії, слід будувати природну електромеханічну та механічну характеристики двигуна в абсолютних одиницях. Користуючись цією характеристикою, можна будувати граничну характеристику і за заданим зовнішнім опором розрахувати і побудувати реостатну характеристику двигуна. При цьому можна користуватись відомими співвідношеннями:

(2.19)

та

,

(2.20)

де – кутова частота обертання двигуна при деякому (заданому) навантаженні на природній характеристиці, побудованій на основі універсальної характеристики, – кутова частота обертання на штучній характеристиці.

Розрахунок відповідних характеристик, передбачених завданнями, проводять також на базі універсальної характеристики з урахуванням співвідношення МРС і потоку НОВ до повних значень і , які відповідно дорівнюють 0,72 і 0,85.