Для двигателя постоянного тока независимого возбуждения, имеющего следующие паспортные данные: мощность, потребляемая двигателем P = 5,45 кВт; напряжение Uном = 110 В; скорость холостого хода ω0 = 260,9 с-1; КПД ηном = 0,77; нарисовать электрическую схему двигателя, рассчитать и построить:
Естественные механическую и электромеханическую характеристики;
Искусственные механическую и электромеханическую характеристики, соответствующие включению в цепь якоря добавочного сопротивления Rд, при котором частота вращения якоря для момента сопротивления Mс = 0,77· Mном будет равна nд = 2000 об/мин;
Определить добавочное сопротивление Rд и частоту вращения якоря при работе двигателя с такой же нагрузкой на естественной характеристике;
Пусковую диаграмму для трех-четырехступенчатого пуска, если ток переключения I2 = 1,185 · Iном; определить сопротивления ступеней пускового реостата;
Механическую и электромеханическую характеристики торможения противовключением со скорости, соответствующей заданному моменту сопротивлении, при работе двигателя на естественной и искусственной характеристиках;
Определить силу тока якоря в начале торможения, если добавочное сопротивление, включенное в цепь якоря – Rm = 1,25 Ом;
Кривые переходного процесса при пуске и торможении;
Решение
1 Для построении естественной характеристики, которая представляет собой прямую линию, достаточно определить координаты двух точек: номинального режима и холостого хода.
Определяем скорость двигателя
ωд=2π·nд60=2·3,14·200060=209 с-1
Определяем постоянную c = кФном
c=Uномω0=110260,9=0,422 Вб
1.3 Определяем номинальный ток
Iном=PUном∙η=5450110∙0,77=64,34 А
Определяем номинальный момент
Mном=c·Iном=0,422·64,34=27,15 Н·м
Определяем номинальную угловую скорость
ωном=P·ηномMном=5450·0,7727,15=154,8 с-1
Определяем сопротивление якоря
Rя=ω0-ωном·cIном=260,9-154,8·0,42264,3=0,696 Ом.
Определяем силу сопротивления
Iс=0,77·Iном=0,77·64,34=49,54 А
Определяем добавочное сопротивление
Rд=ω0-ωном·cIс-Rя=260,9-154,8·0,42249,54 -0,696=0,208 Ом
По координатам точек холостого хода (ω0, 0) и номинального режима (ωном, Iном) строим естественную электромеханическую характеристику (характеристика 1, рисунок 1).
Рисунок 1 – Пусковая и тормозная диаграммы электропривода
Для построения пусковой характеристики достаточно определить координаты двух точек, соответствующие режимам холостого хода и короткого замыкания.
Определяем значение допустимого тока якоря при пуске
I1=1,185·Iном=1,185·64,34=76,24 А
Определяем величину сопротивления пускового реостата
Rп=UномIном-Rя=11064,34-0,696=1,01 Ом
Определяем ток переключения I3 для m = 3
I2=IН·RяRя+Rп·3=64,34·0,696 0,696+1,01·3=78,75 А
Построим пусковую диаграмму двигателя (рисунок 1).
Рассчитаем сопротивление пусковых сопротивлений
. Отношение токов переключения:
λ=I2I3=78,7549,54=1,6·
Сопротивление резистора третьей ступени пускового реостата:
Сопротивление резистора второй ступени пускового реостата:
Сопротивление резистора второй ступени пускового реостата:
Сопротивления пускового реостата на трех ступенях:
Электромеханическую характеристику динамического торможения строим по координатам двух точек (0,0) и (ω0, Iдоп.т).
Определяем значение допустимого тока
Iдоп.т=Uном1-δRт+Rя=1101-0,4071,25+0,696=33,52А
где δ=ω0-ωнач.тω0=260,9-154,8 260,9=0,407.
ωнач.т=ωном.
Электромеханическая характеристика динамического торможения показана на рисунке 1 (характеристика 3).
Расчет данных для построения кривых переходного процесса при пуске производится по уравнениям:
ω=ωуст+(ωнач-ωуст)·e-t/T
i=Ic+(Iнач-Ic)·e-t/T
Произведем расчет для первой ступени пуска.
Определяем значения токов: начальное значение тока I1=78,75 A, установившееся I2=49,54 A.
Определяем значения скорости двигателя: ω1=0 с-1; .
Определяем электромеханическую постоянную времени:
Время разгона на первой ступени:
Расчетные формулы для первой ступени пуска:
Произведем расчет для второй ступени пуска.
Определяем значения токов: начальное значение тока I1=78,75 A, установившееся I2=49,54 A.
Определяем значения скорости двигателя: ω3=40,4 с-1;
Определяем электромеханическую постоянную времени:
Время разгона на первой ступени:
Расчетные формулы для первой ступени пуска:
Произведем расчет для третьей ступени пуска.
Определяем значения токов: начальное значение тока I1=78,75 A, установившееся I2=49,54 A.
Определяем значения скорости двигателя: ω5=107 с-1;
Определяем электромеханическую постоянную времени:
Время разгона на первой ступени:
Расчетные формулы для первой ступени пуска:
Произведем расчет переходного процесса при торможении.
Установившееся значение скорости:
Начальное значение скорости ωН=154,8 с-1.
Определяем электромеханическую постоянную времени:
Время торможения:
Рисунок 2 – Кривые переходных процессов при пуске.
Рисунок 3 – Кривые переходных процессов при торможении.
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
