Рис. 2.2. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения.
Рассчитывают потребляемый ток I=IЯ+IB; потребляемую мощность P1=UI; мощность на валу P2=0,105M2n и кпд η=P2/P1 двигателя. Здесь М2 в Нм; п в об/мин; Р2 в Вт. При холостом ходе двигатель имеет M2=0; Р2=0; η = 0; п = п0; I= I0; P1 = P1,0. Якорь вращается с частотой вращения холостого хода п0 ≈ U/сеФ. Потребляемый ток I0=IЯ,0+IB, где IЯ,0 - ток якоря при холостом ходе. Потребляемая мощность P1,0 расходуется на механические потери (трение в подшипниках, якоря о воздух, щеток о коллектор и вентиляцию), магнитные потери (от перемагничивания якоря и вихревых токов в сердечнике якоря при его вращении в магнитном поле) и электрические потери (от токов в цепи якоря и цепи возбуждения).
С увеличением мощности на валу Р2 возрастают IЯ, I, P1. Зависимости IЯ, I, P1 = f(P2) являются нелинейными и изменяются по одинаковому закону, так как UC=const. Кривые отклоняются вверх от прямой линии, так как с увеличением тока якоря потери электрические в цепи якоря и добавочные потери в обмотке якоря увеличиваются пропорционально IЯ2.
При слабом размагничивающем действии поперечной реакции якоря двигатель обладает падающей скоростной характеристикой вследствие падения напряжения на сопротивлениях якорной цепи (2.1).
С ростом мощности Р2 возрастает момент на валу (2.2). Так как частота вращения якоря несколько убывает, то характеристика М2= f(Р2) отклоняется вверх от прямой линии. При малых нагрузках с увеличением Р2 кпд возрастает, так как потери постоянные (механические, магнитные и электрические в обмотке возбуждения) больше переменных (электрических в цепи якоря и добавочных).
При нагрузках Р2 ≈ (0,4-0,7)Р2HOM переменные и постоянные потери становятся соизмеримыми и рост кпд замедляется. При равенстве переменных и постоянных потерь кпд достигает максимума. При дальнейшем увеличении Р2 переменные потери становятся больше постоянных и кпд постепенно убывает.
По экспериментальным рабочим характеристикам (рис. 2.2) при номинальном токе якоря определяют номинальные данные двигателя. Опытные и паспортные данные двигателя могут отличаться на несколько процентов, так как паспортные данные двигателя определяются после длительного установившегося режима нагрузки, когда температура нагрева двигателя достигает установившегося значения, соответствующего примененному классу изоляции.