Характеристики

где w_о = U/ (k _еФ) - частота вращения идеального (при М _с=0) холостого

хода (k _е – постоянный коэффициент);

b =dM/d w= k Ф² - жесткость механической характеристики.

Для электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением Ф = const. Следовательно, семейство механических характеристикбудет иметь вид, как показано на рис. 13.2, б. Такие механические характеристики называются жесткими.

Электродвигатели постоянного тока параллельного возбуждения (рис. 13.3, а). Его механические характеристики при U= const и Ф=const практически не отличаются от механических характеристик двигателя независимого возбуждения

,

,

,

где w₀ = const, k – постоянный коэффициент.

Механическая характеристика (рис 13.3, б) жесткая, но снижается при уменьшении напряжения питающей сети.

Электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением (рис. 13.4) при U= const имеют мягкую механическую характеристику

,

где k ₁ и k₂ – постоянные коэффициенты, а М=k _м I _я ² (k _м - машинная постоянная).

Следовательно, двигатели последовательного возбуждения имеют, по сравнению с двигателями независимого и параллельного возбуждения, наибольший пусковой момент при наименьшем пусковом токе за счёт сопротивления обмотки возбуждения r _в

.

Этим и объясняется их применение в стартёрах автомобилей и воздушных судов. ЭД постоянного тока широко применяются в следящих приводах систем управления летательных аппаратов.

Асинхронные электродвигатели (АД) (рис.13.5, а) получили наиболее широкое применение в электроприводах БРЭА благодаря ряду существенных преимуществ по сравнению с другими типами двигателей: они простоты и надёжны в эксплуатации, дешевле и имеют значительно лучшие массогабаритные характеристики, чем двигатели постоянного тока такой же мощности.

Уравнение момента АД

где m, s – соответственно число фаз двигателя и скольжение;

r ₁, r ₂^’, x ₁, x ₂^’ – активные и индуктивные сопротивления соответственно обмоток статора и ротора.

Механическая характеристика (рис.13.5, б, в) жесткая, но в рабочем диапазоне. АД в БРЭА широко применяются в качестве приводов вентиляторов и насосов систем вентиляции и температурно-влажностного режима (ТВР), а также гиродвигателей командно-измерительных приборов.

Синхронный электродвигатель и его механическая характеристика представлены на рис. 13.6, а его электромагнитный момент определяется выражением

,

где P _эм, Е ₀ – электромагнитная мощность и противо-ЭДС;

х_d, х_g – синхронные индуктивные сопротивления явнополюсной машины соответственно по продольной и поперечной осям;

q – угол выбега поля индуктора синхронного двигателя.

Рис. 13.6

Частота вращения синхронного двигателя при работе в установившемся режиме с возрастанием нагрузки на валу до определенного значения М _напр, не превышающего максимального момента М _max, остается строго постоянной (т. е. механическая характеристика абсолютно жесткая) и равна

,

где f ₁, p, n – частота питающей сети, число пар полюсов и скорость вращения вала двигателя (об/мин) соответственно.

Если М _напр> М _max, то двигатель может выпасть из синхронизма.

Основные достоинства синхронного двигателя: возможность работать с высокими коэффициентами мощности и возможность работы с w=const.

Согласование механических характеристик рабочего (исполнительного механизма и двигателя является одной из важных задач выбора двигателя для ЭП.