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=5450110=49,545 А
Определяем номинальный момент
Mном=c·Iном=0,422·49,545=20,908 Н·м
Определяем номинальную угловую скорость
ωном=P·ηномMном=5450·0,7720,908=200,713 с-1
Определяем сопротивление якоря
Rя=ω0-ωном·cIном=260,9-200,713·0,42249,545=0,513 Ом.
Определяем силу сопротивления
Iс=0,77·Iном=0,77·49,545=38,15 А
Определяем добавочное сопротивление
Rд=ω0-ωном·cIс-Rя=260,9-200,713·0,42238,15 -0,513=0,056 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=1,185·49,545=58,71 А
Определяем величину сопротивления пускового реостата
Rп=UномIном-Rя=11049,545-0,513=1,71 Ом
Определяем ток переключения I3 для m = 3
I2=IН·RяRя+Rп·3=49,545·0,513 0,513+1,71·3=34,3 А
Построим пусковую диаграмму двигателя (рисунок 1).
Рассчитаем сопротивление пусковых сопротивлений
. Отношение токов переключения:
λ=I2I3=58,7134,3=1,71·
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=1101-0,2311,25+0,513=47,98 А
где δ=ω0-ωнач.тω0=260,9-200,713 260,9=0,231.
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=58,71 A, установившееся I2=34,3 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=58,71 A, установившееся I2=34,3 A.
Определяем значения скорости двигателя: ω3=52,42 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=58,71 A, установившееся I2=34,3 A.
Определяем значения скорости двигателя: ω5=138,98 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=200,713 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.
