Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ТЕОРIЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДA
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Методичні вказівки
Предмет:
Електротехніка
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО
ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ І КОМП’ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ЩОДО ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ
З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ
"ТЕОРIЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДA"
ДЛЯ СТУДЕНТІВ ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ
ЗА НАПРЯМАМИ:
6.050702 – «ЕЛЕКТРОМЕХАНІКА»
(У ТОМУ ЧИСЛІ СКОРОЧЕНИЙ ТЕРМІН НАВЧАННЯ),
6.050701 – «ЕЛЕКТРОТЕХНІКА ТА ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГІЇ»
(У ТОМУ ЧИСЛІ СКОРОЧЕНИЙ ТЕРМІН НАВЧАННЯ)
КРЕМЕНЧУК 2009
Методичнi вказiвки щодо практичних занять з навчальної дисципліни "Теорiя електропривода" для студентiв денної та заочної форм навчання за напрямами: 6.050702 – «Електромеханіка» (у тому числі скорочений термін навчання), 6.050701 – «Електротехніка та електротехнології» (у тому числі скорочений термін навчання)
Укладачі: д.т.н., проф. О.П. Чорний,
к.т.н., доц. А.П. Калінов,
асист. А.М. Артеменко,
асист. Ю.В. Ромашихін,
асист. О.В. Скрипников
Рецензент д.т.н., проф. Д.Й. Родькін
Кафедра САУЕ
Затверджено методичною радою КДПУ імені Михайла Остроградського
Протокол № ____ від ___________ 200 року
Заступник голови методичної ради _____________ доц. С.А. Сергієнко
ЗМІСТ
Вступ 4
Перелік практичних занять 5
Практичне заняття № 1 Механіка електропривода 5
Практичне заняття № 2 Електропривод постійного струму 17
Практичне заняття № 3 Електропривод змінного струму 41
Практичне заняття № 4 Електромеханічні перехідні процеси 51
Практичне заняття № 5 Енергетика електропривода 59
Практичне заняття № 6 Розрахунок потрібної потужності електроприводів 69
Практичне заняття № 7 Реґулювання швидкості електродвигунів у електроприводі 75
Список літератури 87
ВСТУП
В основу даних методичних вказівок покладено програму курсу лекцій з теорії електропривода, що викладається студентам денної та заочної форм навчання за напрямами: 6.050702 – «Електромеханіка» (у тому числі скорочений термін навчання), 6.050701 – «Електротехніка та електротехнології» (у тому числі скорочений термін навчання). Обсяг спеціальних знань, якими повинен за час навчання оволодіти майбутній інженер, значний і різноманітний. Для того щоб проектувати, досліджувати, налагоджувати та експлуатувати електропривод у різноманітних галузях техніки, необхідно вільно володіти математичними методами теоретичної механіки і теорією автоматичного керування, а також мати навички з експлуатації електричних машин, промислової електроніки, електричних апаратів, обчислювальної та вимірювальної техніки.
Систематична самостійна робота над курсом, що грунтується на розв’язанні конкретних задач з відповідних розділів названої дисципліни, сприяє глибокому розумінню теоретичних основ.
Паралельно з роботою над методичними вказівками студент самостійно розв’язує конкретну задачу будь-якого варіанту відповідного розділу та оформлює матеріал розрахунків і графіки у вигляді звіту.
При укладанні даних методичних вказівок використані матеріали професора Чуваського державного університету А.К. Аракеляна
ПЕРЕЛІК ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ
Практичне заняття № 1
Тема. Механіка електропривода
Мета: опанувати методи і набути навичок розрахунків характеристик технологічних механізмів, характеристик сумісної роботи двигуна й робочого механізму, приведених моментів опорів і моментів інерцій
Короткі теоретичні відомості
Електромеханічна система містить у собі обертову частину двигуна (ротор або якір), робочий орган механізму, який здійснює поступальний рух і приєднаний до вала двигуна через передавальний механізм (редуктор), і перетворювач поступального руху на обертальний – барабан з канатом. Ряд більш простих реальних електромеханічних систем (електроприводи вентиляторів, насосів, шліфувальних машин та ін.) не мають передавального механізму між двигуном і робочим органом механізму.
Зовнішніми силами, або моментами, які діють на електромеханічну систему, є рушійна сила або електромагнітний момент, що розвиває двигун – , і сила, або момент, статичного опору – , , до яких входять сила й момент, зумовлені виконанням роботи робочим органом, тобто створені робочими органами механізмів і силою або моментом тертя, що діють у всій механічній частині електропривода.
Зазвичай найбільш зручно зведення всіх названих сил і моментів до вала двигуна (іноді – до будь-якого елемента, у тому числі до робочого органа).
Приведення інерційних мас і моментів інерції окремих механічних ланок єдиної електромеханічної системи до вала двигуна полягає в заміні всіх мас і моментів інерції одним еквівалентним моментом інерції на валу двигуна. З урахуванням умов (1.1) отримаємо:
,
(1.1)
звідки
.
(1.2)
Зазвичай у каталогах для двигунів указується маховий момент , виражений у . У цьому випадку момент інерції в системі СІ визначається зі співвідношення .
При приведенні обертальних і поступальних переміщень ураховується відоме співвідношення швидкостей, яке виражається передаточним числом або радіусом приведення .
Виходячи з цього, у загальному випадку переміщення механічних ланок у системі електропривода пов’язані так:
,
(1.3)
Приведення моментів сил опору елементів кінематичного ланцюга здійснюється на основі балансу потужності в механічній частині електропривода. Якщо для механічної частини привода відомий ККД механічної передачі , то з балансу потужностей при передачі потужності від двигуна до робочого органа і назад обертальним і поступальним рухом відповідно:
; ; ; ,
(1.4)
де – приведений до вала двигуна статичний момент опору робочого органа;
, – момент і зусилля навантаження на робочому органі;
, – передаточне відношення редуктора та радіуса приведення зусилля навантаження до вала двигуна, які визначаються за конструктивними параметрами перетворювальних механізмів. Формула (1.4) правдива лише для одномасової розрахункової схеми.
Сумарний приведений до вала двигуна момент статичного навантаження у загальному випадку визначається з урахуванням співвідношень (1.4):
,
(1.5)
де і – число зовнішніх моментів і сил , прикладених до системи, крім електромагнітного моменту двигуна;
, – ККД відповідних передач.
Електромагнітний момент електродвигуна () є вхідною величиною для механічної частини, тому при розрахунках сил і моментів, діючих на вал двигуна, беруть у розрахунках тільки статичне навантаження електропривода, яке, залежно від характеру навантаження, зображується на площині М, відповідним графіком – механічною характеристикою виконавчого механізму (робочого органа)
і .
Сумісна дія і визначить величину і знак динамічного моменту, який чисельно дорівнює добутку , що визначає прискорення системи електропривода:
; .
(1.6)
Таким чином, рівняння руху системи у загальному випадку має вигляд:
.
(1.7)
Для усталеного режиму електропривода, для якого визначаються всі сили і моменти, це рівняння зводиться до:
.
(1.8)
Графічне зображення механічної характеристики робочого механізму (машини) й електродвигуна на площині , визначається відповідними співвідношеннями або , а вигляд цих характеристик – особливими властивостями робочих машин і типом електродвигунів.
Приклади розв’язання завдань
Приклад 1.1. Визначити величину моменту на валу між двигуном і маховиком, а також на валу між маховиком і першою шестірнею механізму прокатного стана при пуску двигуна вхолосту та під навантаженням, нехтуючи втратами у двигуні й маховику. Момент, що розвиває двигун при пуску, .
Статичний момент, приведений до вала двигуна, при пуску під навантаженням, . Момент інерції маховика, приведений до вала двигуна, , іншої частини механізму .
Маховий момент ротора двигуна .
Розв’язок. Загальний момент інерції механізму й ротора двигуна
; .
Прискорення двигуна при пуску під навантаженням
.
Момент на валу між двигуном і маховиком при пуску під навантаженням
;
.
Прискорення двигуна при пуску вхолосту
; .
Момент на валу між двигуном і маховиком при пуску вхолосту
; .
Момент на валу між маховиком і першою шестірнею при пуску вхолосту
;
.
Приклад 1.2. Механізм піднімання мостового крана (рис. 1.1) має наступні дані:
, , , , , .
Рисунок 1.1
Уважати, що ККД передач не залежить від швидкості та навантаження і становить .
Визначити зведені до вала двигуна момент опору, момент інерції та маховий момент механізму для випадків піднімання та спускання вантажу .
Розв’язок. Швидкість піднімання та спускання вантажу
; ,
де ;
.
При підніманні вантажу
– момент опору на валу барабана
; ;
– момент опору на проміжному валу
; ;
– момент опору на проміжному валу, приведений до вала двигуна
; ;
– приведений маховий момент механізму
– приведений момент інерції механізму.
; ;
При спусканні вантажу
– момент опору на валу барабана
; ;
– момент опору на проміжному валу
; ;
– момент опору на проміжному валу, приведений до вала двигуна
; ;
– приведений маховий момент механізму
– приведений момент інерції механізму
; .
Приклад 1.3. Визначити приведені до вала двигуна статичний момент і момент інерції механізму підйомника при підніманні вантажу масою 1300 кг зі швидкістю . Двигун обертається з кутовою швидкістю . Діаметр барабана , момент інерції . Коефіцієнт корисної дії передачі . Момент інерції редуктора, приведений до вала двигуна, . Масою троса можна знехтувати.
Рисунок 1.2
Розв’язок. Статичний момент, приведений до вала двигуна, при підніманні вантажу
; ;
Кутова швидкість барабана
; ;
Передаточне число редуктора
; ;
Момент інерції механізму, приведений до вала двигуна
;
.
Приклад 1.4. Стала швидкість ліфта 3,5 м/с. При пуску прискорення кабіни дорівнює 2,5 м/с2. Визначити час t і шлях кабіни й момент інерції пасажира вагою 75 кг при пуску кабіни на піднімання. Привод безредукторний. Вал барабана та вал двигуна з'єднані муфтою. Діаметр барабана дорівнює 0,8 м.
Розв’язок. Шлях, пройдений кабіною
.
Швидкість руху ліфта
.
Час
;
.
Момент інерції пасажира
;
.
Приклад 1.5. Вал електродвигуна з’єднаний з робочим органом за допомогою довгого вала. Визначити кутову частоту незгасаючих гармонічних коливань, що виникають у механічній системі із пружним зв’язком без зазорів і втрат, якщо довжина вала , діаметр вала , момент інерції ротора двигуна , момент інерції робочого механізму . Матеріал вала – сталь. Модуль зсуву сталі , щільність сталі .
Рисунок 1.3 – Двомасова механічна система із пружним елементом
Розв’язок. При зовнішньому імпульсі у системі виникають незгасаючі гармонічні коливання з кутовою частотою
,
де – коефіцієнт твердості вала при крутінні, Нм;
,
де – модуль зсуву сталі, Н/м, – радіус перерізу вала, м; – довжина вала, м.
1. Визначимо коефіцієнт твердості вала при крутінні :
; .
2. Визначимо кутову частоту гармонічних коливань у системі
; .
Завдання до теми
Завдання № 1.1. Визначити згідно з варіантом частоту обертання вала двигуна вантажопідіймального механізму, момент опору на валу двигуна при рівномірному підійманні вантажу масою зі швидкістю , а також потужність на валу двигуна . Кінематична схема механізму зображена на рисунку (1.4). Передаточне відношення редуктора від вала двигуна до барабана , загальний ККД механізму . Діаметр барабана .
Таблиця 1.1
№
варіанту
Значення необхідних параметрів
,
кг
,
м/с
,
Вт
,
м
,
кг·м2
,
кг·м2
0
100
1
1000
10
0,9
0,5
2
5
1
150
0,5
1300
8
0,91
0,6
3
6
2
200
1,2
1500
6
0,92
0,7
4
7
3
130
0,7
900
5
0,93
0,8
5
8
4
120
0,85
950
7
0,89
0,9
6
9
5
170
0,9
1120
9
0,88
1
7
10
6
80
1,5
1089
12
0,87
1,1
8
11
7
95
1,41
1367
14
0,86
1,2
9
12
8
135
1,68
834
15
0,85
1,3
3,5
14
9
160
1,8
1700
11
0,84
1,4
7,5
11
Рисунок 1.4
Визначити приведений момент інерції механічних ланок механізму до вала двигуна. Скласти еквівалентну, або приведену, розрахункову схему механізму. Момент інерції двигуна ; момент інерції барабана ; моментом інерції шестерень і валів знехтувати.
Завдання № 1.2. Визначити згідно з варіантом час гальмування електропривода , якщо початкова частота обертання вала електродвигуна , кінцева швидкість .
Приведений до вала електродвигуна момент інерції електропривода . Статичний момент, приведений до вала двигуна, . Узяти, що гальмування електропривода відбудеться при постійному гальмівному моменті .
Таблиця 1.2
№
варіанту
Значення необхідних параметрів
,
рад/с2
,
рад/с2
,
кг·м2
,
Н·м
0
200
100
0,2
4
2,5
1
300
200
0,3
5
2,7
2
400
300
0,4
6
2,8
3
500
400
0,25
7
2,9
4
600
500
0,35
8
2,6
5
700
600
0,45
9
2,55
6
800
700
0,15
10
2,65
7
900
800
0,5
11
2,45
8
1000
900
0,55
12
2,35
9
1100
1000
0,6
14
2,4
Контрольні питання
Яким чином здійснюється приведення махових мас до вала двигуна?
Яким чином здійснюється приведення моментів опорів до вала двигуна?
Наведіть типові характеристики виробничих механізмів.
Яким рівнянням описується рух механічної системи електропривода? Що таке динамічний момент?
У чому різниця між активними та реактивними статичними моментами опорів?
У яких випадках можлива спільна робота двигуна і робочої машини?
Як визначається статична стійкість роботи двигуна і робочої машини?
За яким виразом перераховують маховий момент інерції в момент інерції?
Література: [1, с. 16-173; 4, с. 123-130; 10, с. 5-14; 11, с. 24-102; 12, с. 24-102; 16, с. 41-161; 20, с. 9-70; 23, с. 26-93; 24, с. 14-46].
Практичне заняття № 2
Тема. Електропривод постійного струму
Мета: опанувати методи та набути навичок розрахунку статичних характеристик електропривода постійного струму у двигунному та гальмівних режимах
Короткі теоретичні відомості
Кутова частота обертання двигуна:
.
(2.1)
Рівняння електромеханічної характеристики ДПС НЗ:
.
(2.2)
Момент, що розвиває двигун
.
(2.3)
Швидкість ідеального холостого ходу
.
(2.4)
Струм короткого замикання
.
(2.5)
Рівняння механічної характеристики ДПС НЗ:
.
(2.6)
ЕРС двигуна
.
(2.7)
Активний опір якірної обмотки:
,
(2.8)
де ─ для двигунів постійного струму незалежного збудження;
─ для двигунів постійного струму змішаного збудження;
─ для двигунів постійного струму послідовного збудження.
Індуктивність обмотки якоря визначається відповідно до формули Уманського:
,
(2.9)
де ─ для компенсованих машин.
Момент інерції для машини постійного струму визначається за емпіричним виразом:
.
(2.10)
Позначимо співвідношення: .
.
(2.11)
Опори пускових резисторів:
;
;
;
.
(2.12)
Сумарний опір пускових резисторів:
.
(2.13)
Значення електромагнітної сталої часу двигуна:
.
(2.14)
Значення електромеханічної сталої часу:
.
(2.15)
Розрахунок природних характеристик усіх типів двигунів виконують, використовуючи наявні аналітичні співвідношення і базуючись на паспортних номінальних даних. При цьому природна характеристика ДПС незалежного збудження, що являє собою (при загальноприйнятих припущеннях про лінійність електричної машини) пряму лінію, може бути побудована за двома точками: за точкою номінального режиму роботи ( і ) та ідеального холостого ходу ( і ). Із цих чотирьох координат слід визначити дві:
і ,
(2.16)
де – коефіцієнт ЕРС; – опір якірного кола двигуна, .
Для побудови реостатних характеристик, що проходять через точку ідеального холостого ходу, слід знайти швидкість ДПС НЗ на даній реостатній характеристиці при номінальному навантаженні:
.
(2.17)
При побудові вказаних характеристик необхідно враховувати обмеження, застосовані до струмів під час тривалого режиму роботи, для забезпечення нормальної роботи двигуна за умовами нагрівання якоря. Обмеження за умовами комутації колектора належать до перехідних процесів. Обмеження під час тривалого режиму для ДПС виражені через і при . При зменшенні (послабленні) магнітного потоку умова залишається незмінною. Однак для характеру навантаження при послабленні магнітного потоку, що має місце при реґулюванні швидкості ДПС угору від основної, , де .
Реґулювальні характеристики при зміні напруги на якорі (при живленні якоря від реґульованого джерела живлення), а також при послабленні поля при номінальній напрузі якоря будуються так само, як і природні механічні (електромеханічні) характеристики за координатами двох точок: за швидкістю холостого ходу і за швидкістю при номінальному струмі (або моменті), що має місце при заданому конкретному способі реґулювання або . Координати цих точок визначаються за відомими співвідношеннями ( або ) і , де . Ступінь зменшення магнітного потоку при і послаблення поля та пропорційного збільшення швидкості холостого ходу визначаються зі співвідношення:
.
(2.18)
Для розрахунку та побудови механічних характеристик двигунів постійного струму послідовного й змішаного збуджень необхідно користуватися універсальними залежностями ; і або , наведеними у відповідних завданнях.
Узявши за базові номінальні величини конкретного двигуна з єдиної серії, слід будувати природну електромеханічну та механічну характеристики двигуна в абсолютних одиницях. Користуючись цією характеристикою, можна будувати граничну характеристику і за заданим зовнішнім опором розрахувати і побудувати реостатну характеристику двигуна. При цьому можна користуватись відомими співвідношеннями:
(2.19)
та
,
(2.20)
де – кутова частота обертання двигуна при деякому (заданому) навантаженні на природній характеристиці, побудованій на основі універсальної характеристики, – кутова частота обертання на штучній характеристиці.
Розрахунок відповідних характеристик, передбачених завданнями, проводять також на базі універсальної характеристики з урахуванням співвідношення МРС і потоку НОВ до повних значень і , які відповідно дорівнюють 0,72 і 0,85.
Приклади розв’язання завдань
Приклад 2.1. Визначити час розбігу електропривода з нерухомого стану до швидкості , якщо середнє значення моменту, що розвиває електродвигун при пуску , а момент інерції , статичний момент інерції двигуна .
Розв’язок. Кутова частота обертання двигуна
; .
Рівняння руху електропривода
,
або
;
.
З урахуванням того, що електропривод розганяється з нерухомого стану, одержуємо . Звідки
; .
Рисунок 2.1
Приклад 2.2. Визначити швидкість обертання ДПС НЗ при і введенні додаткового опору в коло якоря двигуна з наступними паспортними даними:
, , , , .
Розв’язок. З рівняння швидкісної характеристики ДПС НЗ
визначимо номінальний магнітний потік
; ,
де кутова швидкість двигуна
.
Момент, що розвиває двигун
; .
Момент опору, прикладений до вала двигуна
; .
Кутова частота обертання двигуна при і введенні додаткового опору в коло якоря двигуна визначається з рівняння механічної характеристики
;
.
Для побудови механічної характеристики двигуна необхідно визначити швидкість ідеального холостого ходу
; .
Рисунок 2.2
Приклад 2.3. Для ДПС НЗ з паспортними даними:
,
який приводить в обертання лебідку, визначити:
режим роботи ДПС при спусканні вантажу, а також силу струму та момент при швидкості ;
режим роботи ДПС і його швидкість, якщо в коло якоря ввімкнений додатковий опір Ом і ;
струм якірного кола і кутову швидкість електродвигуна, якщо при підйомі вантажу відбулося послаблення магнітного потоку до величини , ;
струм якірного ланцюга і момент ДПС на початку і в кінці гальмування, якщо для умов пункту 3 понизили напругу якірного кола до величини 50 В і перевели двигун у режим гальмування противмиканням.
Розв’язок.
1. З рівняння швидкісної характеристики ДПС НЗ
визначимо номінальний магнітний потік
; ,
де кутова швидкість ЕД
; .
Для визначення режиму роботи привода необхідно порівняти швидкість ідеального неробочого ходу і кутову частоту обертання двигуна для першої умови, щоб дізнатися, у якому режимі працює електродвигун – у двигунному або ґенераторному (режим рекуперації з віддачею енергії в мережу).
Швидкість ідеального холостого ходу
; .
Кутова частота обертання двигуна для 1-ї умови
; .
Тобто визначена швидкість ЕД перевищує швидкість ідеального неробочого ходу, тому можна зробити висновок про те, що для 1-ї умови двигун працює в ІІ квадранті в режимі рекуперації з віддачею енергії в мережу. Тоді рівняння електричної рівноваги набуде вигляду:
;
.
Струм якірного кола
; .
Момент, який розвиває двигун
; .
Рисунок 2.3
2. Режим роботи для 2-ї умови характеризується збільшенням моменту опору та введенням додаткового опору в коло якоря, тобто жорсткість характеристики зменшиться. Для визначення режиму роботи (у I або IV квадранті) необхідно знайти момент короткого замикання.
Рівняння механічної характеристики
.
Момент короткого замикання (для нього кутова частота обертання дорівнює нулю)
.
; .
Визначили, що , тобто двигун працює в IV квадранті (ґенераторний режим). Цей режим називається силовим спускання вантажу.
Кутова частота обертання двигуна
;
.
Рисунок 2.4
3. Ослаблений магнітний потік
; .
Кутова частота обертання двигуна при ослабленому магнітному потоці
; .
Струм якоря при ослабленому магнітному потоці
; .
4. Кутова частота обертання двигуна при зниженій напрузі живлення для умов пункту 3
; .
Кутова частота обертання та струм якоря при гальмуванні противмиканням:
на початку гальмування:
( кутова частота обертання
;
( струм якоря
;
;
у кінці гальмування:
( кутова швидкість
;
( струм якоря
; .
Рисунок 2.5
Стрибки струму при перехідному процесі набагато перевищують номінальні струми, тому необхідно розрахувати додатковий опір, який би обмежував стрибок по струму на рівні .
Додатковий опір знаходимо з рівняння балансу потужностей для режиму противмикання
;
; .
Струм якоря на початку і в кінці гальмування в режимі противмикання при введенні додаткового опору
; ;
; .
Приклад 2.4. Для ДПС НЗ з паспортними даними
визначити:
величину додаткового опору, при якому швидкість двигуна складе половину номінальної;
величину напруги на якорі двигуна, при якому швидкість двигуна складе половину номінальної;
величину магнітного потоку, при якому швидкість двигуна складе половину номінальної.
Розв’язок.
1. З рівняння швидкісної характеристики ДПС НЗ
.
Визначимо номінальний магнітний потік
Швидкість двигуна, котра дорівнює половині номінальної
.
З рівняння швидкісної характеристики ДПС НЗ з урахуванням уведення додаткового опору
визначимо додатковий опір якірного кола
2. З рівняння швидкісної характеристики ДПС НЗ
визначимо напругу, при якій швидкість двигуна дорівнює половині номінальної
3. З рівняння механічної характеристики ДПС НЗ
визначимо магнітний потік, при якому швидкість двигуна дорівнює половині номінальної
де номінальний момент розвивається двигуном
; ;
; .
Приклад 2.5. Для двигуна постійного струму незалежного збудження потужністю ( ) розрахувати аналітичним і графоаналітичним методами опори пускових резисторів у чотири рівні. Максимальний струм перемикання . Струм статичного навантаження . Визначити також мінімальний струм перемикання.
Розв’язок
Аналітичний метод
Співвідношення
; .
Опори пускових резисторів
Сумарний опір пускових резисторів
; .
Сумарний опір кола якоря
; .
Графоаналітичний метод
Номінальна кутова швидкість
; .
Магнітний потік двигуна
; .
Кутова швидкість ідеального холостого ходу
; .
Будується природна характеристика , яка проходить через точки з координатами: , і , .
Мінімальний струм перемикання
; .
Провівши вертикальні лінії через і до перетину з природною характеристикою, будується пускова діаграма в чотири рівні, починаючи від точки з координатами: , . Остання горизонтальна лінія повинна прийти в точку b.
Опори пускових резисторів
Повний опір пускових резисторів
; .
Аналітичний і графоаналітичний методи розрахунку дали достатньо близькі значення пускових резисторів.
Рисунок 2.6
Приклад 2.6. Розрахувати пускові опори для двигуна постійного струму послідовного збудження типу ДП-82А (, ). При статичному навантаженні двигуна струм у колі якоря . Максимальний струм перемикання ; кількість пускових ступенів резистора .
Побудувати пускову діаграму привода.
Розв’язок. Номінальна кутова швидкість
; .
Використовуючи універсальну характеристику , розраховують природну електромеханічну характеристику.
Рисунок 2.7
Таблиця 2.1
-
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
-
1,6
1,23
1,09
1
0,94
0,89
0,85
0,81
0,78
0,75
0,73
А
252
398
504
630
756
882
1008
1134
1260
1386
1512
1/с
99
76
67,4
61,8
58
55
52,5
50
48,2
46,4
45,1
На основі даних, наведених у таблиці, будують природну характеристику . Уліво від початку координат відкладають у відповідному масштабі величину внутрішнього опору двигуна . Визначають кутову швидкість на природній характеристиці, яка відповідає струму : . Провівши пряму через точку з координатами: , , паралельну до осі абсцис, знаходять точку А.
Опір якірного кола двигуна при та
; .
Відклавши значення опору уліво від початку координат, знаходять точку В й будують допоміжну пряму АВ, що є характеристикою при .
Задавши величину мінімального струму перемикання , методом поступового наближення знаходять та відповідну йому кутову швидкість на природній характеристиці , таким чином, щоб двигун запускався у чотири етапи. Провівши пряму через точку з координатами: , паралельно осі абсцис, знаходять точку С.
Опір якірного кола двигуна при та .
; .
Відклавши значення опору вліво від початку координат, знаходять точку D й будують допоміжну пряму CD, яка є характеристикою при .
Починаючи з точки D, будують ламану лінію між прямими АВ і CD. Остання горизонтальна пряма накресленої ламаної повинна прийти в точку А.
Величини опорів пускових резисторів визначають з графіка
Штучна електромеханічна характеристика
,
де
Задаючи струм , знаходять на природній характеристиці відповідну йому кутову швидкість і розраховують для заданого струму кутову швидкість на штучній характеристиці з відповідним опором кола якоря . Результати розрахунку зведені до таблиці.
Таблиця 2.2
А
252
378
504
630
756
882
1008
1134
1260
1386
1/с
99
76
67,4
61,8
58
55
52,5
50
48,2
46,4
1/с
80,7
54,7
42
32,8
24,6
17,6
11,3
5,42
0
-5,3
1/с
87,3
62,4
51,3
43
36,6
31,1
26,2
21,5
17,3
13,4
1/с
92,8
68,7
58,7
51,7
46,6
42,2
38,4
34,7
31,6
28,8
1/с
96,3
72,9
63,7
57,5
49,5
48,7
45,7
43,5
41,2
39,1
Рисунок 2.8
Штучні характеристики та пускова діаграма привода зображені на рисунку 2.8 у першому квадранті.
Завдання до теми
Завдання № 2.1. Для ДПС НЗ (табл. 2.7) згідно з варіантом визначити:
для заданого режиму роботи № 1 розрахувати пускові опори та визначити швидкість і струм на природній характеристиці;
для заданого режиму роботи № 2 визначити швидкість і струм на штучній характеристиці при початкових умовах з попереднього пункту;
для заданого режиму роботи № 3 визначити швидкість і струм на штучній характеристиці при початкових умовах з попереднього пункту, розрахувати гальмівний опір для обмеження струму на початку гальмування на заданому рівні.
Для кожного режиму побудувати електромеханічні характеристики.
Таблиця 2.3 – Дані для режиму роботи № 1
№ варіанту
Режим роботи
Момент
Кількість пускових опорів
Значення струмів і моментів
0
Пуск двигуна за допомогою
пускових резисторів
активний
2
2,1
1,1
1
реактивний
3
2,2
1,15
2
реактивний
4
2,3
1,2
3
активний
2
2,4
1,25
4
активний
3
2,5
1,3
5
реактивний
4
2,6
1,1
6
реактивний
2
2,2
1,2
7
активний
3
2,3
1,3
8
реактивний
4
2,4
1,1
9
активний
4
2,5
1,15
Таблиця 2.4 – Дані для режиму роботи № 2
№
варіанту
Режим роботи
Момент
Значення величин, що змінюються
Вид
0
Зменшення напруги
активний
0,9
0,5
–
–
1
Збільшення напруги
реактивний
1,1
1,5
–
–
2
Зменшення магнітного потоку
реактивний
1
–
0,7
–
3
Збільшення магнітного потоку
активний
0,9
–
1,4
–
4
Уведення додаткового опору
активний
1,5
–
–
2
5
Зменшення напруги
реактивний
1
0,7
–
–
6
Збільшення напруги
реактивний
0,9
1,2
–
–
7
Зменшення магнітного потоку
активний
0,8
–
0,5
–
8
Збільшення магнітного потоку
реактивний
1
–
1,2
–
09.03.2013 20:03-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора