МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО
ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ
І КОМП’ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ЩОДО ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНИХ І РОЗРАХУНКОВИХ
ЗАВДАНЬ З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ
“ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДА”
ДЛЯ СТУДЕНТІВ ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ
ЗІ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ:
6.092200 - «ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ТА ЕЛЕКТРОПРИВОД»
(У ТОМУ ЧИСЛІ СКОРОЧЕНИЙ ТЕРМІН НАВЧАННЯ),
6.000000 - «ЕНЕРГЕТИЧНИЙ МЕНЕДЖМЕНТ»,
6.092200 - «ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ЕНЕРГОЄМНИХ ВИРОБНИЦТВ»
(У ТОМУ ЧИСЛІ СКОРОЧЕНИЙ ТЕРМІН НАВЧАННЯ),
6.092200 – «ЕЛЕКТРИЧНІ МАШИНИ І АПАРАТИ»
КРЕМЕНЧУК 2007
Методичні вказівки до виконання контольних і розрахункових завданнь з курсу “Теорія електропривода” для студентів денної та заочної форм навчання зі спеціальностей 6.092200 «Електромеханічні системи автоматизації та електропривод» (у тому числі скорочений термін навчання), 6.000000 - «Енергетичний менеджмент», 6.092200 - «Електромеханічне обладнання енергоємних виробництв» (у тому числі скорочений термін навчання), 6.092200 – «Електричні машини і апарати»
Укладачі: проф. Д. Й. Родькін,
проф. О. П.Чорний,
ст. викл. О. І. Зубова,
доц. А. П. Калінов
Рецензент доц. Т.В. Коренькова
Кафедра САУЕ
Затверджено методичною радою КДПУ
Протокол №___ від 2007р.
Заступник голови методичної ради доц.. С. А. Сергієнко
ЗМІСТ
Вступ......................................................................................................................4
Рекомендації щодо оформлення контрольної роботи з дисципліни
“Теорія електропривода.......................................................................................5
Приблизний перелік запитань для самопідготовки...........................................6
Приблизний перелік лабораторних робіт...........................................................11
Контрольне завдання 1.........................................................................................12
Контрольне завдання 2.........................................................................................15
Контрольне завдання 3..........................................................................................19
Список літератури..................................................................................................27
Додаток А...............................................................................................................28
ВСТУП
Сучасна технічна революція передбачає впровадження в промисловість високопродуктивних і ефективних процесів і робочих машин, важливою ланкою яких є система електропривода.
У зв’язку з цим спеціальність 6.09220 “Електромеханічні системи автоматизації та електропривод” покликані готувати інженерні кадри, які повинні сприяти збільшенню енергоозброєння виробництва і проведенню комплексної механізації та автоматизації.
Одним із профілюючих курсів даної спеціальності є “Теорія електропривода”, який забезпечує фундамент для вивчення наступних дисциплін:“Системи керування електроприводами”, “Автоматизо-ваний електропривод типових виробничих механізмів”, ”Автоматизація типових технологічних процесів і установок”.
У результаті вивчення дисципліни студенти повинні:
знати математичний опис, структурні схеми і фізичні властивості механічних частин привода, закономірність електромеханічного перетворення енергії, енергетику електропривода і методи еквівалентування режимів роботи за нагріваням;
уміти розраховувати процеси і показники якості регулювання координат електропривода, при цьому важливо мати навички експерементального аналізу статичних і динамічних характеристик електропривода.
Курс базується на матеріалі попередніх дисціплин: вищої математики, теоритичних основ електротехніки, електричних машин, електронного, мікропроцесорного обладнання та інших.
Розуміння задач, які розв’язує електропривод, дозволить сформувати погляд на процес розвитку і вдосконалення системи перетворення енергії, на прогресивні схеми регульованих приводів постійного і змінного струму, які знаходяться в стадії експериментальних досліджень і промислової перевірки. Особлива увага приділяється приводам зі статичними перетворювачами в силових колах, вивченню специфічних явищ і режимів, пов’язаних із застосуванням тиристорних перетворювачів у промисловості.
Вільній орієнтації в перелічених питаннях, умінню користуватися методичним розрахунковим матеріалом, одержанню навичок експериментатора і дослідника слугує теоретичний матеріал, лабораторні роботи, контрольні завдання і курсовий проект з дисціплини.
З курсу “Теорія електропривода” студенти виконують три контрольні роботи, кусовий проект і здають два екзамени. На лабораторні роботи відводиться 16-20 годин.
РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ОФОРМЛЕННЯ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ З ДИСЦИПЛІНИ “ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДА”
Робота повинна бути акуратно виконана на аркушах формату А4 або в окремому зошиті. Приблизний обсяг 20-25 сторінок.
На обкладинці необхідно вказати назву дисципліни, тему контрольної роботи. Прізвище, ім’я та по батькові студента, номер групи, варіант і шифр (номер залікової книжки студента), прізвище, ім’я та по батькові викладача, домашню адресу й телефон студента.
Зразок оформлення обкладинки наведено в додатку Б методичних рекомендацій. На першій сторінці вказується тема контрольної роботи, вихідні дані та план розрахунку. Розрахунки ілюструються структурною схемою та навантажувальними діаграмами. У кінці контрольної роботи наводиться список використаної літератури.
Нижче наведено перелік основних питань, які вивчаються в I та II частинах курсу. Захист контрольної роботи проводиться за графіком, затвердженим деканатом. До здачі екзамену з першої частини дисціплини допускають студентів, які виконали дві перші контрольні роботи, виконали і захистили всі лабораторні роботи I частини курсу. До здачі екзамену з II частини допускають студентів, які виконали всі три контрольні роботи, здали курсовий проект, виконали і захистили лабораторні роботи II частини курсу.
ПРИБЛИЗНИЙ ПЕРЕЛІК ЗАПИТАНЬ ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ
Частина I
Поняття електропривода і задачі курсу.
Механічні характеристики робочих машин.
Механічні характеристики двигунів і режими їх роботи.
Сумісна робота двигуна і робочої машини. Статична сталість.
Рівняння руху електропривода.
Зведення статичних моментів, махових мас від одної осі обертання до другої.
Зведення сил і махових мас від поступального руху до обертального.
Механічні властивості двигунів з незалежним збудженням у рушійному режимі.
Штучні характеристики:
а) при зміні опору якірного кола;
б) при зміні напруги живлення;
в) при зміні магнітного потоку.
Вираз характеристик двигуна у відносних одиницях.
Розрахунок і побудова характеристик за паспортними даними.
Розрахунок пускового реостата.
Гальмівні режими роботи двигуна:
а) з віддачею енергії в мережу - рекуперативне гальмування;
б) режим противмикання;
в) режим електродинамічного гальмування.
14. Механічні характеристики і регулювання швидкості двигуна при шунтуванні якоря.
15. Механічні властивості двигунів з послідовним збудженням у рушійному режимі.
Розрахунок і побудова швидкісних характиристик.
Побудова механічних характеристик методом перехідної.
Розрахунок пускового реостата.
Гальмівні режими роботи двигуна:
а) режим противмикання;
б) режим електродинамічного гальмування.
20. Спеціальні схеми вмикання двигуна:
а) при шунтуванні якоря;
б) при шунтуванні обмотки збудження.
21. Механічні властивості двигунів мішаного збудження в рушійному режимі.
Розрахунок швидкісної та механічної характеристик.
Сфера застосування двигунів постійного струму.
Система Г-Д.
Система Г-Д із зворотними зв’язками:
а) із зворотнім зв’язком за швидкістю;
б) із зворотнім зв’язком за струмом;
в) з відсічкою за струмом.
26. Гальмівні режими системи Г-Д.
27. Механічні властивості асинхроних двигунів:
а)швидкісні характеристики;
б) механічні характеристики.
Штучні характеристики при зміні:
а) активного опору роторного кола;
б) напруги мережі живлення;
в) частоти мережі живлення;
г) активно-індуктивного опору роторного кола;
д) активного опору в колі статора.
Розрахунок пускового реостата асинхроного двигуна.
Несиметричні режими роботи асинхроного двигуна.
Гальмівні режими роботи АД:
а) генераторний режим з віддачею енергії в мережу;
б) режим противмикання;
в) режим електродинамічного гальмування.
Механічні властивості синхронних двигунів:
а) вираз електромагнітного моменту;
б) кутова характеристика машини;
в) запуск синхронного двигуна;
г) енергетичні показники синхронного двигуна.
Характеристики двошвидкісних асинхронних двигунів.
Багатодвигунний електропривод. Загальні положення.
Дводвигунний привод постійного струму з двигунами незалежного збудження із жорстким з’єднанням валів і паралельним вмиканням якорів.
Дводвигунний привод постійного струму з двигунами незалежного збудження із жорстким з’єднанням валів і послідовним вмиканням якорів.
Дводвигунний привод із жорстким зв’язком валів асинхронних двигунів:
а) з короткозамкненим ротором;
б) з фазним ротором.
Зрівнювання навантаження дводвигунних електроприводів.
Електричний вал з робочими зрівнювальними машинами.
Електричний вал з допоміжними зрівнювальними машинами:
а)асинхронними;
б)синхронними.
Частина II.
Особливості роботи вентильних перетворювачів у системах електропривода.
Класифікація вентильного привода постійного струму.
Реверсивний вентильний привод з активним моментом на валу.
Вентильний привод з реверсом обмотки збудження.
Вентильний привод з реверсом обмотки якоря.
Вентильний привод постійного струму з двома комплектами вентилів.
Особливості статичних характеристик у системі ТП-Д.
Імпульсне регулювання напруги.
Імпульсне регулювання опору.
Класифікація вентильного привода змінного струму.
Привод з перетворювачами частоти з безпосереднім зв’язком.
Привод з перетворювачами частоти з проміжною ланкою постійного струму.
Каскадні схеми вмикання асинхронного двигуна. Загальні положення.
Машинно-вентильний каскад сталої потужності.
Машинно-вентильний каскад сталого моменту.
Асинхронно-вентильний каскад.
Імпульсне регулювання опору в роторному колі АД.
Вентильний двигун. Запуск вентильного двигуна.
Перехідні процеси в електроприводі. Загальні положення.
Рівняння руху електропривода.Аналіз рівняння руху.
Методи розв’язання рівняння руху.
Аналітичний метод рішення рівняння руху.
Графоаналітичний метод розв’язання рівняння руху.
Перехідні процеси двигуна з незалежним збудженням:
а) за керуючою дією;
б) за збурюючою дією.
Розрахунок і побудова кривих перехідного процесу двигуна з незалежним збуденням без урахування електромагнітної сталої часу Те:
а) при спуску двигуна в один ступінь;
б) при реостатному пуску двигуна;
в) при електродинамічному гальмуванні з активним моментом опору;
г) при електродинамічному гальмуванні з реактивним моментом опору;
д) при режимі противмикання і активному моменті опору;
е) при режимі противмикання й реактивному моменті опору;
Перехідні процеси при прийманні та скиданні навантаження.
Перехідні процеси з ударним навантаженням.
Перехідні процеси в системах Г-Д з ТЗ, ТП-Д, АВК, МВК. Загальна структура.
Особливості перехідних процесів у системі ТП-Д (при лінійній зміні напруги):
а) за керуючою дією;
б) за збурюючою дією;
Особливості перехідних процесів у системі Г-Д.
Форсування перехідних процесів у системі Г-Д (схеми форсування).
Форсування перехідних процесів у системі Г-Д з тиристорним збудженням.
Перехідні процеси двигуна постійного струму з урахуванням електромагнітної сталої часу силового кола Те:
а) аперіодичні;
б) коливальні.
Втрати енергії при перехідних процесах двигуна з незалежним збудженням:
а) при пуску;
б) у режимі електродинамічного гальмування;
в) у режимі противмикання;
г) при лінійній зміні напруги.
Способи зменшення втрат енергії при перехідних процесах.
Вибір потужності двигунів.Загальні положення.
Режими роботи двигунів залежно від нагрівання.
Нагрівання й охолодження двигунів при тривалому режимі роботи.
Побудова навантажувальних діаграм.
Вибір потужності двигунів при тривалому режимі роботи:
а) при незмінному навантаженні;
б) метод середніх втрат;
в) метод еквівалентних величин.
Нагрівання й охолодження двигунів при короткочасному режимі навантаження.
Вибір потужності двигунів при короткочасному навантаженні.
Нагрівання й охолодження двигунів при повторно-короткочасному навантаженні.
Вибір потужності двигунів при повторно-короткочасному навантаженні.
Визначення допустимого числа вмикань за годину асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором.
Робота електропривода з маховиком і ударним навантаженням.
Особливості вибору потужності двигунів для регульованного
електропривода.
ПРИБЛИЗНИЙ ПЕРЕЛІК ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ
Дослідження характеристик двигуна постійного струму незалежного збудження.
Дослідження характеристик двигуна постійного струму з послідовним збудженням.
Дослідження характеристик асинхронного двигуна з фазним ротором.
Дослідження властивостей двигуна постійного струму в системі Г-Д.
Регулювання частоти обертання асинхронного двигуна зміною частоти напруги живлення.
Дослідження механічних характеристик вентильного привода постійного струму.
Регулювання частоти обертання асинхронного двигуна в каскадних схемах.
Дослідження механічних характеристик дводвигунного електропривода постійного струму зі спільним механічним валом.
Визначення моменту інерції електропривода методом вільного вибігу.
Дослідження перехідних процесів у системі Г-Д.
Експериментальне дослідження нагрівання асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором.
КОНТРОЛЬНЕ ЗАВДАННЯ 1
Задача 1
Механізм приводиться двигуном незалежного збудження серії П.220 В.Тип вибрати за останньою цифрою шифру із табл.1
Таблиця 1
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Серія П
112
111
102
101
92
62
71
72
81
82
Рн, кВт
85
75
55
42
32
8
10
14
19
25
n0, об/хв
750
750
750
750
750
1000
1000
1000
1000
1000
НЕОБХІДНО:
Написати повні технічні дані вибраного двигуна, розрахувати пускову діаграму ω=f(М). Відносне значення моменту опору при пуску μ і число ступенів Z вибрати із табл.2 за передостанньою цифрою шифру.
Таблиця 2
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
μ
1,0
1,0
1,0
0,9
0,9
0,9
0,8
0,8
0,7
0,7
z
6
6
6
5
5
5
4
4
3
3
Розрахувати, побудувати швидкісні та механічні характеристики, визначити величину змінюючого параметра для випадків:
а) ω=0,6ωн Rд=var;
б) ω=0,6ωн U=var;
в) ω=1,2ωн Ф=var.
ПРИМІТКА. Змінюючий параметр повинен забезпечити вказану частоту обертання при моменті опору, заданому в попередньому пункті задачі.
3. Розрахувати, побудувати швидкісну і механічну характеристики при шунтуванні якоря, визначити Rд , який забезпечує жорсткість характеристики ,удвічі більшу за жорсткість характеристики, одержану в пункті 2, і при розрахунковому значенні Rд. Знайти ККД при номінальному моменті.
4. Двигун працює на природній характеристиці при заданому в п.1 моменті опору. Визначити опір і секції противмикання, який забезпечує гальмівний момент, що дорівює двократному номінальному. Для цих самих умов розрахувати опір динамічного гальмування. Розрахувати та побудувати швидкісні і динамічні характеристики.
ПРИМІТКА. Характеристики, одержані в п.п. 2-4, поєднати на окремих графіках ω=(Ι) ω=(M) і дати порівняльну оцінку.
Задача 2
Вантажопідйомний механізм, кінематична схема якого зображена на рис.1 приводиться в дію двигуном постійного струму, з послідовним збудженням. Дані кінематичної схеми наведені в табл.3, їх вибирають за останньою цифрою шифру.
НЕОБХІДНО:
1. Визначити частоту обертання двигуна, моменти на валах барабана двигуна при підніманні й опусканні повного вантажу.
Таблиця 3
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
G,kH
4.5
3.5
8.2
4.7
5.0
11.0
6.5
25.0
15.0
19.0
Дб,м
0.5
0.8
1.0
1.3
1.4
1.6
0.9
1.3
1.2
1.4
V, м/с
0.8
1.5
1.08
1.48
1.95
1.48
1.67
1.39
1.48
1.52
i1=i2
5
6.5
6
6.5
7.5
6.5
5
7.5
6.5
6
Для всіх варіантів: ηδ=0.97; η1=η2=0.96.
2. Визначити потужність на валу двигуна при підніманні та опусканні повного вантажу, вибрати двигун за каталогом серії ДП і визначити зведений до вала двигуна маховий момент і момент інерції механізму.
Розрахувати і побудувати природну швидкісну і механічну характеристики.
Розрахувати пускові опори двигуна,побудувати пускову діаграму для заданого числа ступенів Z (вибираються за передостанньою цифрою
шифру із табл.4).
Таблиця 4.
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Z
4
2
3
4
2
3
4
2
3
3
Розрахувати і побудувати штучні швидкісні і механічні характеристики двигуна для одержаних значень опорів пускового реостата.
Визначити величини опорів, які необхідно ввести в коло якоря двигуна для зниження частоти обертання при номінальному моменті опору до ω=0,5ωн і ω=-0,5ωн, а також розрахувати і побудувати швидкісні та механічні характеристики.
Визначити величину додаткового опору, який необхідно ввести в коло якоря, щоб при переході в режим динамічного гальмування з самозбудженням гальмівний момент дорівнював двократному номінальному. До переходу в режим динамічного гальмування двигун працював на природній характеристиці при моменті опору, що дорівнює номінальному.
Розрахувати і побудувати механічні характеристики при шунтуванні якоря опором Rш=0.4Rн. Визначити струм мережі Ім, струм шунта Іш та струм якоря Ія при номінальному моменті, споживану потужність і потужність втрат в опорах. Знайти ККД при номінальному моменті.
Методичні вказівки щодо розв’язання задач 1, 2
Задача 1
Розрахунок пускового реостата виконують розрахунковим або графічним способом згідно з /Л1, с.36-40; Л2, с.367-369; Л3,с.72-78; Л7, с.46-55/. При розв’язуванні п.п. 2,3,4 можна скористатися /Л3,с.45; Л1, с. 23-25, 522-524;Л2,с.57-59,197-200,229-335/.
Задача 2.
Для визначення зведеного до вала двигуна моменту опору необхідно скласти рівняння балансу потужності двигун – робоча машина / Л3, с.21-25 /. При розв’язуванні решти пунктів задачі можна скористатися /Л3,с.45-51;Л1, с.23-25,522-524; Л2, с.57-59,197-200, 229-235 /.
КОНТРОЛЬНЕ ЗАВДАННЯ 2
Задача 3
Для механізму з вентиляторним моментом використовується асинхронний двигун з фазним ротором. Момент статичного опору механізму залежить від швидкості та описується рівнянням:
Значення номінального моменту механізму Мнmax і nС вибрати за останньою цифрою шифру із табл.5
Коефіцієнт а вибирають з табл.6 за передостанньою цифрою шифру.
Таблиця 5
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Mн,Нм
490
354
265
188
131
94
277
396
540
740
nс,об/хв
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1000
1000
1000
1000
Таблиця 6
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
а
0,09
0,095
0,1
0,11
0,12
0,13
0,12
0,11
0,1
0,09
НЕОБХІДНО:
Вибрати двигун і виписати його технічні дані.
Розрахувати і побудувати криву (=f(Мс) і природну харектеристику, користуючись спрощеною формулою Клоса.
Розрахувати і побудувати пускову діаграму з урахуванням характеру навантаження при числі ступенів Z=4. Розрахувати пускові опори.
Виконати розрахунок і побудову кривої ККД η=f(ω) при вентиляторному характері навантаження і розрахункових значеннях пускового реостата.
Розрахувати і побудувати характеристики асинхронного двигу-
на при зміні напруги, частоти мережі. Дані взяти із табл.7 за передостанньою цифрою шифру.
Таблиця 7
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
U/Uн
0.9
0.8
0.85
0.8
0.75
0.7
0.78
1.05
1.1
1.15
f/fн
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.9
1.1
1.2
1.3
1.4
6. Розрахувати і побудувати механічні характеристики асинхронного двигуна в режимі динамічного гальмування для наступних випадків:
а) при однакових значеннях опорів ротора Rp=Rpн і двох різних значеннях постійного струму в обмотці статора Іп=2Іс.х.; Іп=3Іс.х.
б) при тих самих значеннях постійного струму, але при значенні опору, що дорівнює 0.2Rр.н.
Задача 4
Механізм приводиться в рух двома двигунами постійного струму незалежного збудження при жорсткому з’єднанні валів, якірні кола яких можуть бути ввімкнені паралельно або послідовно.Технічні дані двигунів наведені в табл.8, і їх вибирають за останньою цифрою шифру.
НЕОБХІДНО:
А. Паралельне вмикання якірних кіл двигунів
За паспортними даними двигунів розрахувати і побудувати їх природні характеристики і спільну при роботі на один вал.
У коло якоря одного з двигунів уведений додатковий опір Rд=а(Rя+Rд) (коефіцієнт а вибирають за передостаньою цифрою шифру із табл.9), другий працює на природній характеристиці. Побудувати ці характеристики і їх спільну, визначити розподіл струмів і моментів між двигунами при Мс=2Мн графічним і аналітичним способом. Порівняти дані. Що необхідно зробити для рівномірного розподілу навантажень ?
Виконати те саме, що і в п.2 за умови, що у двигуні, працюючому на природній характеристиці, зменшено магнітний потік на “в”% (коефіцієнт “в” вибирають з табл.9 за передостанньою цифрою шифру). Розподіл струмів і моментів визначити графічно й аналітично для Мс=1.5Мн; Мс=2Мн. У яких режимах при даних моментах навантаження будуть працювати двигуни? Визначити, з якою частотою обертання будуть працювати двигуни при заданих моментах навантаження. Розрахувати відповідні параметри для рівномірного розподілу навантажень.
Таблиця 8 - Технічні дані електродвигунів постійного струму серії П 220В 1500 об/хв., 2Р=4 загально промислового виконання
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Тип
П71
П72
П82
П82
П91
П92
П101
П102
П111
П112
Рн,кВт
19
25
32
42
55
75
100
125
160
200
Ін,А
103
132
166
218
287
381
508
632
809
1000
(н,%
84
86
87.5
87.5
87
89.5
89.5
90
90
91
Rя,10-2Ом
при 20о С
9.12
5.35
5.7
3.44
1.875
0.975
0.955
0.58
0.46
0.338
Rдп,10-2Ом
при 20о С
3.23
2.4
1.8
1.18
0.69
0.41
0.36
0.14
0.178
0.157
Rоз,Ом
при 20о С
76.8
67
95.5
79.2
35.8
31.8
37.8
32.5
28.0
24.0
GД2,кг.м2
1.4
1.6
2.7
3.1
5.9
7.0
10.3
12.0
20.4
23.0
Таблиця 9
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
a
5
6
7
8
9
10
9
8
7
6
в, %
10
15
20
25
20
15
10
15
20
25
Для заданого значення Ic=2Iн необхідно одержати частоту обертання ω=0,2ωн трьома способами:
а) уведенням додаткового опору в коло якорів двигунів;
б) один двигун працює у двигунному режимі, другий – у режимі динамічного гальмування;
в) один двигун працює у двигунному режимі, другий – у режимі противмикання.
Визначити графічним і аналітичним способами величини додаткових опорів, які необхідно ввести в якорі обох двигунів, щоб забезпечити їх роботу для вказаних вище висновків.
ПРИМІТКА. Струм якоря двигуна, працюючого у двигунному режимі, вибирає студент самостійно, щоб було зручно одержати необхідний режим.
5. Два асинхронних двигуни з фазним ротором працюють на один вал при жорсткому з’єднанні валів (технічні дані двигунів узяти із задачі 3). Необхідно визначити величини додаткових опорів, щоб при роботі одного двигуна в двигуному режимі на характеристиці, у якої Мп=Мкр, а другого – в динамічного гальмування, одержати швидкість ω=0,2ωн, при М=Мн. Виконати графічні побудови.
Б. Послідовне вмикання якіриіх кіл двигунів
Обидва двигуни працювали на природних характеристиках при Мс=2Мн. У одного із двигунів зменшився магнітний потік на “в”% (див. табл.9). Визначити струм якоря Ія, моменти двигунів М1 і М2, напругу на двигунах U1 і U2, швидкість обертання ω. Виконати графічні побудови. Зробити відповідні висновки.
Методичні вказівки до виконання задачі 3, 4
Щоб вирішити задачу, спочатку необхідно скласти схему заміщення для указаних способів вмикання двигунів і на їх основі записати відповідні рівняння.
КОНТРОЛЬНЕ ЗАВДАННЯ 3
Задача 5
Привод механізма виканано за системою генератор – двигун (Г-Д) з тиристорним збудженням (ТЗ), структурна схема якої наведена на рис. 2. Технічні дані двигуна взяти із табл.8 задачі 4 за останньою цифрою шифру.
НЕОБХІДНО:
Розрахувати і вибрати генератор, приводний двигун генератора, тиристорний збуджувач, скласти схему заміщення і визначити основні параметри.
Розрахувати і побудувати швидкісні та механічні характеристики в розімкненій і замкненій системах регулювання при наступних зворотних зв’язках (ЗЗ):
а) за швидкістю;
б) за струмом;
в) відсічки за струмом.
Дані для розрахунку характеристик у замкнеій системі регулювання взяти із табл.10 за передостанньою цифрою шифру.
Розрахувати енергетичні показники в розімкненій системі регулювання при Мс=Мн і побудувати графіки η=f(ω).
Таблиця 10
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
ЗЗ за ω
Кω
0.5
0.6
0.7
0.8
0.4
0.45
0.55
0.65
0.75
0.85
ЗЗ за І
(ωз
(ωр
0.08
0.1
0.12
0.15
0.11
0.13
0.14
0.09
0.085
0.095
Відсічка
за
струмом
Івідс
Ін
2.0
1.95
2.15
2.2
2.05
1.9
2.1
2.25
1.9
2.15
Іу
Івідс
1.05
1.1
1.12
1.13
1.14
1.15
1.16
1.17
1.18
1.2
Визначити необхідну величину задавальної напруги для одержання
номінальної частоти обертання двигуна при Мс=Мн зі зворотним зв’язком:
а) за швидкістю;
б) за струмом.
Методичні вказівки щодо розв’язання задачі 5
Для побудови характеристик привода необхідно відповідно до структурних схем (рис.3) з урахуванням указанних зворотних зв’язків скласти рівняння електричної рівноваги, розв’язати його відносно частоти обертання двигуна ωдв і відповідно до заданих умов табл.10, розрахувати і побудувати необхідні характеристики.
Наприклад
Рівняння електричної рівноваги для схеми (рис.3, б) буде мати вигляд:
де
Розв’язання даного рівняння відносно частоти обертання ωдв дає вираз швидкісної характеристики привода зі зворотним зв’язком за струмом:
Задача 6
Механізм приводиться в рух двигуном постійного струму з незалежним збудженням. Технічні дані двигунів серії П; 220В; 1000 об/хв; 2р=4; 2а=2 наведені в табл.11, їх вибирають за останньою цифрою шифру.
Таблиця 11
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Тип
П52
П61
П62
П71
П72
П81
П82
П91
П92
П101
Рн,кВт
4.5
6.0
8.0
11.0
14.0
19.0
25.0
32.0
42.0
55.0
Ін,А
25.2
32.6
43.0
63.0
78.0
105
133
171
219
286
(н,%
81
83.5
85
79.5
81
82
85.5
85
87
87.5
n об./хв.
372
372
279
297
270
222
286
165
145
111
Rя,10-2Ом
при 20о С
43.2
32
22.6
22.4
17.2
11.0
8.06
5.03
4.01
2.06
На полюс
Wдп
58
58
48
47
42
34
30
26
24
18
Rдп,10-2Ом
при 20о С
20
17.4
10.2
7.6
6.55
3.46
3.18
1.63
1.45
0.86
На полюс
Wз
1650
1950
1700
1400
1450
1600
1350
870
1000
950
Rоз,Ом
при 20о С
184
158
136
85
108
96.2
79.2
35.8
48.4
37.8
GД2,кг.м2
0.4
0.56
0.65
1.4
1.6
2.7
3.1
5.0
7.0
10.3
Характер моменту навантаження взяти із табл.12 за передостанньою цифрою шифру.
Таблиця 12
ВАРІАНТ
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Мс
А
А
Р
Р
Р
А
А
Р
Р
А
А - активний; Р - Реактивний.
НЕОБХІДНО:
1. Розрахувати