Электротехника и основы электроники

Составляется схема замещения двигатель с пусковым реостатом (рисунок 41) и на ее основе определяются приведенные сопротивления пусковых резисторов и . При включении в цепь ротора верхней ступени пускового реостата (рисунок 39) в схему замещения добавляется резистор (рисунок 41). Данному состоянию схемы соответствует уравнение , решив второе уравнение получаем . При включении в цепь ротора обеих ступеней реостата в схему замещения добавляются два резистора: , . Данному состоянию системы соответствует уравнение: ; , решив которое получаем .

Рисунок 41

Определяются фазное напряжение обмотки ротора , коэффициент трансформации двигателя K и сопротивление пусковых реостатов и :

; =220/66=1,93;

Определяются пусковые токи и моменты для каждой характеристики

;

;

;

;

;

Строятся графики зависимостей M(S) (рисунок 42).

Графическим путем определяются скольжения Sном1 и Sном2, которые будет иметь двигатель, работая согласно характеристикам M(S)1 и M(S)2 с моментом на валу, равным номинальному. При этом получилось: Sном1=0,32; и Sном2=0,17.

Определяются частоты вращения nном1, nном2 и тока статора Iном1, Iном2, соответствующие скольжениям Sном1 и Sном2:

;

;

;

;

Рисунок 42

Для удобства анализа и использования значения найденных в процессе решения задачи величин приводятся в таблице 27.

Таблица 27

ЗАДАЧА 14. Расчет характеристик двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Рассчитать и построить механические характеристики двигателя, указанные в таблице 28. Знак «Х» в ней означает, что данный контакт замкнут. Схема электрической цепи двигателя приведена на рисунке 43. Исходные данные к расчету приведены в таблицах 29 и 30.

Этими данными являются: напряжение двигателя , номинальная мощность , номинальная частота вращения якоря , номинальный коэффициент полезного действия , сопротивление обмотки якоря , сопротивление обмотки возбуждения , кратность пускового момента , ток возбуждения в процентах от , поток возбуждения в процентах от . Естественная характеристика получается при номинальном возбуждении: . Первая реостатная механическая характеристика должна обеспечивать пусковой момент, значение которого указанно в таблице 30.

Вторая реостатная механическая характеристика должна занимать среднее положение между характеристиками и . Первая полюсная механическая характеристика получается при , а вторая при . При определении тока возбуждения по заданному магнитному потоку следует пользоваться вебер-амперной характеристикой магнитной цепи двигателя, приведенной в таблице 31. График этой характеристики необходимо представить в данной работе.

Рисунок 43

При расчете реакцией якоря следует пренебречь.

Пуск двигателя начинается согласно первой реостатной характеристике, т.е. .

Таблица 28

Таблица 29

Таблица 30

Таблица 31

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ПРИМЕР РАСЧЕТА

Решение данной задачи рассматривается при следующих исходных данных: ; ; ; ; ; ; . Это решение осуществляется следующим образом.

Определяются величины, относящиеся к естественной характеристике двигателя при номинальном режиме работы, а именно: номинальная мощность, потребляемая двигателем от сети

; номинальный ток двигателя

; номинальный ток возбуждения

; номинальный ток якоря

; номинальное напряжение ЭДС

; номинальный момент на валу

Определяются числовые значения величин CeФном, СмФном и СеСмФном2, которые широко используются как вспомогательные величины при дальнейшем решении задачи. Величина CeФном определяется из уравнения номинальной ЭДС: , из которого получаем: .

Величина CмФном определяется из уравнения номинального момента , из которого получаем: . Величина .

Так как характеристики n(M), n(M)1, n(M)2 получаются при одном и том же потоке возбуждения Фном, то частоты вращения якоря при холостом ходе двигателя nx, nx1, nx2, относящиеся к этим характеристикам, оказываются равными. Частота вращения nx определяется из уравнения естественной механической характеристики при холостом ходе двигателя: .

График естественной механической характеристики n(M) проходит через точку nx и точку с координатами Mном, nном (рис. 44).

График первой реостатной механической характеристики n(M)1 проходит через точку nx и точку MП, так как пуск двигателя начинается согласно этой характеристике: . По этому графику определяется частота вращения якоря nном1, которую будет иметь двигатель, работая согласно данной характеристике с моментом на валу, равным номинальному. Получилось .

График второй реостатной механической характеристики n(M)2 проходит через точку nx и по условию задачи занимает среднее положение между характеристиками n(M) и n(M)1. При этом условии частота вращения nном2, которую будет иметь двигатель, работая согласно характеристике n(M)2 с моментом на валу, равным номинальному, определяется как среднее арифметическое от nном и nном1:

График первой полюсной механической характеристики n(M)3 проходит через точку nх3 и точку с координатами Mном; nном3. Частота вращения якоря nx3, которую будет иметь двигатель, работая на холостом ходу согласно данной характеристике, определяется по формуле

Частота вращения якоря nном3, которую будет иметь двигатель, работая согласно данной характеристике с моментом на валу, равным номинальному, определяется из уравнения данной механической характеристики

График второй полюсной механической характеристики проходит через точку и точку с координатами .

Частота вращения якоря , которую имеет двигатель, работая на холостом ходу согласно данной характеристике определяется по формуле . Частота вращения якоря , которую будет иметь двигатель, работающий согласно этой характеристике с моментом на валу, равным номинальному, определяется из уравнения данной механической характеристики

Рисунок 44

Графики механических характеристик, построенные согласно полученным данным, приведены на рисунке 44.

Сопротивление пускового резистора RП2 определяется из уравнения второй реостатной механической характеристики двигателя при моменте на валу, равном нмоинальному

; ;

.

Сопротивление пускового реостата RП1 определяется из уравнения первой реостатной механической характеристики двигателя при моменте на валу, равном номинальному

; ;

По данным таблице 31 строится вебер-амперная характеристика двигателя (рисунок 45) и посредством ее определяются значения токов возбуждения IВ3 и IВ4 в процентах от IВ.НОМ при работе двигателя согласно характеристикам n(M)3 и n(M)4. Они получились равными 44 и 22% соответсвтенно. Значения этих токов в амперах равны: IВ3=0,84 А и IВ4=0,44 А.

Сопротивление резистора RП1 определяется из уравнения электрического состояния цепи возбуждения, относящегося к первой полюсной характеристике: , из которого получается: .

Сопротивление резистора RР2 определяется из уравнения электрического состояния , относящегося ко второй полюсной характеристике: , из которого получается: .

Библиографический список

1. Болынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 528 с.

2. Электротехника / под ред. Е.Г. Герасимова. - М.: Высш. Школа, 1985. - 480 с.

3. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1985 - 550 с.

4. Сборник задач по электротехнике и основам электроники /Под ред. В.Г. Герасимова. - М.: Высш. Школа, 1987. - 286 с.

Размещено на Allbest.ru