Задача №6. Розрахунок характеристик двигуна постійного струму

Електродвигун постійного струму загального застосування з паралельним збудженням серії 2 має наступні характеристики: номінальна потужність Pн, номінальна частота обертання nн, номінальна напруга Uн, номінальний ККД ηн , опір кола якоря, включаючи опір додаткових полюсів щіток і колектора, Rа , опір обмотки збудження R_зб, число полюсів 2p, число паралельних гілок 2а і число провідників N обмотки якоря.

Опори обмоток приведені при температурі 20°C.

По прийнятим даним машини потрібно:

1. Накреслити схему вмикання в мережу двигуна постійного струму. Пояснити конструкцію і принцип дії ДПС. Які особливості пуску ДПС?

2. Визначити струм Iн , споживаний двигуном з мережі, і струм Iан у колі якоря при номінальному навантаженні.

3. Визначити номінальні моменти: електромагнітний М і обертальний на валу двигуна М2н.

4. Визначити значення пускового моменту двигуна Mn , якщо струм

Iаn=2 Iан, за умови сталості магнітного потоку і відповідне значення опору пускового реостата.

5. Розрахувати і побудувати природну механічну характеристику двигуна постійного струму в межах перевантажувальної здатності двигуна по струму.

6. Розрахувати і побудувати штучну механічну характеристику двигуна цілком введеному у коло якоря пускового реостата.

7. Визначити частоту обертання якоря при моменті опору, рівному номінальному, і при введенні у коло збудження додаткового опору, рівного 0.2 Rзб.

До пункту 1. Для визначення струму Iн , споживаного двигуном з мережі, спочатку знаходимо потужність, споживану двигуном з мережі при номінальному навантаженні:

P_1H== 4.183

Тоді:

Iн==

Струм у колі якоря при номінальному навантаженні:

Iан= Iн – I_зб=0.038-1.6=-1,52

Де: I_зб - струм збудження обмотки паралельного збудження,

I_зб===1,6 А

Тут: Rзб75° - опір обмотки збудження в нагрітому стані при 75°С.

До пункту 2. Потужність P_н (кВт) і момент М_2н (Н ^.м) на валу і частота обертання вала n_н (об/хв.) зв’язані між собою співвідношенням:

М_2н =9550×=9550×40.747

Електромагнітних момент:

М = С_м × Ф_б × I_ан=158×1.08×-1,52=-259,37

Де: С_м – постійна машина, С_м===

Ф_б- магнітний поток.

Для визначення магнітного потоку Ф_б необхідно скористатися основним рівнянням рівноваги ЕРС двигуна постійного струму:

U=E_a-I_a ×R_a=6723-0.306× (-2) =6722.388

Відкіля, знаючи ЕРС E_a, можна визначити магнітний потік Ф_б:

E_a=C_e × Ф_б ×n=8.3×1,08×750=6723

Де: C_e - постійна машини, C_e===8.3

До пункту 3. Максимальний припустимий по струму якоря пусковий обертальний момент:

M_n=C_м× Ф_б×I_an=158×1,08×-3.16=539,2

У момент пуску якір двигуна нерухомий, тому струм якоря:

I_an=2I_ан=-3.16

R_n=31.7

До пункту 4. Для двигуна з паралельним збудженням, у якого магнітний потік Фб =const, рівняння природної механічної характеристики:

n₁==12.3 об/хв..

n₂=M=-(-259,37)=12.32 об/хв..

а графік цієї характеристики – пряма лінія, яку будуємо по двох точкам: ідеальний холостий хід і номінальний режим роботи.

До пункту 5. Рівняння штучної механічної характеристики:

n=M=-(-259,37)=17.7

Її будуємо по двом точкам: ідеального холостого ходу і пуск двигуна.

До пункту 6. Струм збудження зменшиться до значення

I^/_зб====1.602 А

За значенням току збудження й з використанням приведеної залежністю магнітного потоку Ф_б від струму збудження I_зб. Знаходимо Ф_б.

= 1.49

Тоді Ф^/_б=ф_б-1.07=1.08 – 1.07=0.01.