Выбор схемы включения двигателя, построение механических характеристик

Для выбранного двигателя выберем схему его включения, схему работы двигателя на постоянной скорости и схему торможения. При выборе схемы пуска необходимо знать число пусковых ступеней, зависящих от типа станции управления. Для двигателя параллельного возбуждения можно принять в расчет станцию управления двигателем ПУ 1321 (панель управления двигателем параллельного возбуждения).

Характеристика ПУ 1321: управление реверсивным двигателем с динамическим торможением. Управление от командоконтроллера. Пуск в функции времени, торможение в функции ЭДС, три ступени пускорегулирующего сопротивления. На рисунке 2 показана силовая часть схемы управления двигателем.

Рисунок 2 – Схема реверсивного управления с динамическим торможением двигателем параллельного возбуждения

Данная схема позволяет осуществить разгон двигателя до основной скорости путем переключения ступеней пускового реостата контакторами управления 3У, 2У и 1У. При динамическом торможении размыкается линейный контактор Л, контактор Т замыкает якорную обмотку на тормозной резистор r_т. Реверсирование осуществляется контакторами направления 1В, 2В, 1Н, 2Н.

Значение максимального и минимального моментов двигателя при пуске зависят от типа пуска.

В нашем случае выгоднее принять форсированный пуск, поскольку двигатель будет работать в повторно-кратковременном режиме, и по производственным условиям необходим быстрый разгон двигателя. Поэтому при пуске максимальный момент выбирается близким к предельно-допустимому (М_1*=2, 0).

Номинальный момент: М_Н*=1, в именованных единицах определим номинальный момент по соотношению:

;

Величины статических моментов тележки с грузом и без груза соответственно:

;

.

После расчета моментов определим сопротивления схемы рисунка 2.

Из каталожных данных двигателя Д-32 известно полное сопротивление якорной цепи:

где r_я - сопротивление якоря;

r_ДП - сопротивление добавочных полюсов.

Далее расчет будем проводить в относительных единицах и за базисное сопротивление примем номинальное сопротивление двигателя R_н, Ом:

(16)

где U_н - номинальное напряжение (U_н=220 В);

I_н.- номинальный ток якоря, А.

Тогда:

Полные сопротивления ступеней связаны системой:

(17)

где λ – отношение пиковых моментов к переключающим моментам

Из системы (17) вытекает:

(18)

где m – число ступеней пускового резистора (m=3).

(19)

Из условий пуска:

(20)

Окончательно получаем:

(21)

Подставляя числовые значения, получим:

.

Значение минимального момента в относительных единицах:

Определим значения моментов в именованных единицах:

Сопротивление пусковых резисторов:

(22)

В именованных единицах, Ом:

После окончания пуска двигатель работает по естественной схеме, при номинальном напряжении и отсутствии резисторов в цепях обмоток двигателя. Торможение двигателя происходит за счет включения в якорную цепь тормозного сопротивления r_т, Ом:

(23)

где I_доп. – максимальный допустимый ток (при кратности тока I_доп*.=2, 0), А.

Пусковая диаграмма, а также естественная и искусственные характеристики построены на рисунке 3. Там же построена диаграмма динамического торможения. Построения будем проводить в относительных единицах. В общем случае естественные и искусственные механические характеристики можно построить по выражению:

где R_* - сопротивление цепи двигателя.

Рисунок 3