Содержание

Содержание

1. Исходные данные. Задача

2. Решение задачи

3. Исходные данные. Задача

4. Решение задачи

Исходные данные

1. Исходные данные. Задача

В таблице 1 приведены данные двигателя постоянного тока

Таблица 1.

Тип

, кВт

, В

, A

, об/мин

, Ом

, Ом

, Ом

, Ом

КПД,%

GD, кгм²

П21

1,5

220

9

3000

1,25

0,326

0,0546

636

76

0,045

Для двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением требуется:

1. Рассчитать пусковой реостат и построить пусковые характеристики, если на валу

;

2. Определить сопротивление, которое необходимо включать в цепь якоря, чтобы частота вращения двигателя при номинальном моменте составляла ;

3. Рассчитать сопротивление, которое следует включить в якорную цепь, чтобы при изменении полярности питающего напряжения якоря ток его был равен при номинальной скорости. Построить эту механическую характеристику;

4. Рассчитать дополнительное сопротивление, ограничивающее в режиме динамического торможения пик тока до при номинальной скорости. Построить соответствующую характеристику;

5. Указать в чем недостатки реостатного регулирования, оценить его КПД.

2. Решение задачи

По номинальным данным строим механическую характеристику:

Определяем моменты:

а) пусковой () – из условия допустимого тока коммутации, т.е. возникновения кругового огня на коллекторе:

б) Переключения пусковых ступеней () – из условия сохранения динамики при переключении пусковых ступеней реостата

Полученные характеристики представлены на рисунке 2.

Рис.2. Технические характеристики двигателя

Определяем пусковой резистор :

,

,

,

Определяем пусковой резистор :

Определяем пусковой резистор :

Запишем уравнение механической характеристики с учетом требуемых значений параметров:

т.к. , следовательно

Запишем уравнение скоростной характеристики с учетом требуемых значений параметров:

Рис. 3. Характеристика при смене питающего напряжения якоря, при токе

Рассчитать дополнительное сопротивление, ограничивающее в режиме динамического торможения пик тока до при номинальной скорости. Построить соответствующую характеристику:

Рис. 4. Характеристика двигателя в режиме динамического торможения

При регулировании угловой скорости введением резисторов в цепь якоря, двигателя постоянного тока, потери мощности в этой цепи изменяются пропорционально перепаду угловой скорости. Если момент нагрузки постоянен, постоянна потребляемая мощность и угловая скорость двигателя уменьшается вдвое, то примерно половина мощности потребляемой из сети, будет рассеиваться в виде теплоты, выделяемой из реостата, то есть данный способ регулирования является не экономичным. КПД привода при реостатном регулирование может быть определен по формуле:

По номинальным данным строим механическую характеристику:

Определяем моменты:

а) пусковой () – из условия допустимого тока коммутации, т.е. возникновения кругового огня на коллекторе:

б) Переключения пусковых ступеней () – из условия сохранения динамики при переключении пусковых ступеней реостата

Полученные характеристики представлены на рисунке 2.1

Рис.2.1 Технические характеристики двигателя

Определяем пусковой резистор :

,

,

,

Определяем пусковой резистор :

Определяем пусковой резистор :

Запишем уравнение механической характеристики с учетом требуемых значений параметров:

т.к. , следовательно

Запишем уравнение скоростной характеристики с учетом требуемых значений параметров:

Рис. 2.2. Характеристика при смене питающего напряжения якоря, при токе

Рассчитать дополнительное сопротивление, ограничивающее в режиме динамического торможения пик тока до при номинальной скорости. Построить соответствующую характеристику:

Рис. 2.3. Характеристика двигателя в режиме динамического торможения

При регулировании угловой скорости введением резисторов в цепь якоря, двигателя постоянного тока, потери мощности в этой цепи изменяются пропорционально перепаду угловой скорости. Если момент нагрузки постоянен, постоянна потребляемая мощность и угловая скорость двигателя уменьшается вдвое, то примерно половина мощности потребляемой из сети, будет рассеиваться в виде теплоты, выделяемой из реостата, то есть данный способ регулирования является не экономичным. КПД привода при реостатном регулирование может быть определен по формуле:

3. Исходные данные. Задача

Таблица 1. Тип двигателя – МТН 211-6

Р_н, кВт

n_н, об/мин

cosφ

Статор

Ротор

К_с

J, кгм²

ном

х.х

I_СН

I_СХ

R_C

Х_С

Е_РН

I_РН

r_р

х_р

А

А

Ом

Ом

В

А

Ом

Ом

8,2

900

2

0,7

0,112

24,6

19

0,835

0,88

257

23

0,466

0,666

2,18

0,46

Для асинхронного двигателя с фазным ротором требуется:

1. Построить естественную механическую характеристику.

2. Рассчитать сопротивление пускового реостата и построить соответствующие характеристики, если на валу ;

3. Построить механическую характеристику в режиме динамического торможения при , . Насыщение магнитной системы не учитывать.

4. Изложить перспективные методы регулирования скорости двигателей переменного тока.

4. Решение задачи

Построить естественную механическую характеристику:

М_КР = λ * М_Н=2*87,04=174,08 Нм

М₁ = 0,885 * М_КР,

М₁ = 0,885 * 174,009 = 154.

М₂ = 1,1 * М_Н,

М₂ = 1,1 * 87,005 = 95,7.

Рис. 4.1. Естественная и пусковые характеристики

Рассчитать сопротивление пускового реостата и построить соответствующие характеристики, если на валу М_С = М_Н.

Определяем пусковой резистор R_Д1:

R_Р = 0,466 Ом,

аb = 24,67 мм,

ас = 40,17 мм,

R = R_Р * (ас/ab),

R = 0,466 * (40,17/24,67) = 0,759 Ом,

R_Д1 = R – R_Р,

R_Д1 = 0,759 – 0,466 = 0,293 Ом.

Определяем пусковой резистор R_Д2:

аb = 24,67 мм,

аd = 64,67 мм,

R = R_Р * (аd/ab),

R = 0,466 * (64,67 /24,67) = 1,22 Ом,

R_Д2 = R – (R_Р + R_Д1),

R_Д2 = 1,22 – (0,466 + 0,293) = 0,461 Ом.

Определяем пусковой резистор R_Д3 :

аb = 24,67 мм,

ае = 104,67 мм,

R = R_Р * (аe/ab),

R = 0,466 * (104,67 /24,67) = 1,97 Ом,

R_Д3 = R – (R_Р + R_Д1 + R_Д2 ),

R_Д3 = 1,97 – (0,466 + 0,293 + 0,461 ) = 0,289 Ом.

Пусковые характеристики представлены на рис.4.1.

Построить механическую характеристику в режиме динамического торможения при I_В = 2I_ОН, R_ДОБ = 0,3R_НОМ. Насыщение магнитной системы не учитывать.

Определяем значение эквивалентного переменного тока:

I_ЭКВ = *I_П*2,

I_ЭКВ = *24,6*2 = 39,85 А

Определяем максимальный момент:

М_КР = ,

М_КР = = 11,44 Нм

Определяем критическое скольжение:

S_КР = ,

S_КР = = 0,301.

М = ,

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.1

Таблица. 4.1

М

S

ω

0

0

0

-13,4831

0,05

5,2335

-21,2198

0,1

10,467

-23,4877

0,15

15,7005

-22,9107

0,2

20,934

-21,2906

0,25

26,1675

-19,4496

0,3

31,401

-17,6981

0,35

36,6345

-16,1308

0,4

41,868

-14,7599

0,45

47,1015

-13,5692

0,5

52,335

-12,5348

0,55

57,5685

-11,6331

0,6

62,802

-10,8432

0,65

68,0355

-10,1473

0,7

73,269

-9,5309

0,75

78,5025

-8,98184

0,8

83,736

-8,49022

0,85

88,9695

-8,04784

0,9

94,203

-7,64791

0,95

99,4365

-7,28481

1

104,67

Рис.4.2 Механическая характеристика в режиме динамического торможения.