Задача №2. По значению мощности приведенной к валу двигателя лебедки и необходимой скорости вращения вала редуктора необходимо выбрать двигатель постоянного тока

По значению мощности приведенной к валу двигателя лебедки и необходимой скорости вращения вала редуктора необходимо выбрать двигатель постоянного тока параллельного (независимого) возбуждения типа 4П, 2П, П, ПБС, ПС и другие.

Для выбранного двигателя требуется:

2.1 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики (естественные);

2.2 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики при понижении напряжения на 30%;

2.3 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики при ослаблении потока возбуждения на 20%;

2.4 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики при введении добавочного сопротивлении равного 4r_я;

2.5 Рассчитать:

а) значение напряжения;

б) значение добавочного сопротивления, ограничивающего пусковой ток до 2, 5·I_ном, графическим методом рассчитать пусковое сопротивления при пуске в три ступени;

2.6 Определить значения добавочного сопротивления в цепи якоря при спуске груза в режиме противовкючения на скорости 0, 2ω _ном. Построить механическую характеристику, написать ее уравнение и составить баланс мощности при номинальном токе;

2.7 Написать уравнение, построить график и определить скорость двигателя при спуске груза в режиме рекуперативного торможения. Составить баланс мощности.

2.8 Написать уравнение, построить график и определить значение добавочного сопротивления при спуске груза в режиме динамического торможения (ω =0, 5 ω _ном). Составить баланс мощностей.

2.9 Определить скорость реального холостого хода, момент на валу двигателя соответствующие номинальной скорости.

Решение:

По значению требуемой мощности при подъеме груза рассчитанной в задаче №1 по справочным данным произведем выбор эл.двигателя:

Выбираем двигатель марки 2ПН132МУХЛ4 со следующими техническими данными: Р_н=4 кВт, U_н=220 В, ή _д =0, 79, n_н =1500 об/мин, r_я=0, 564.

2.1 Из теории электромашин известно

- уравнение ЭДС, (2)

- момент сопротивления в МПТ, (3)

- уравнение падения напряжения. (4)

Из выражений 2, 3, 4, получим аналитические выражения электро-механической и механической характеристик

Уравнение электромеханической характеристики

; (5)

где - сопротивление якоря, Ом

Номинальный ток

А

А

Найдем ω _ном из формулы (5)

рад/с

Найдем СФ_н из формулы

Пусковой ток

А

Скорость идеального холостого хода

рад/с

Уравнение механической характеристики

(6)

При найдем пусковой момент двигателя

Н^.м

Номинальный момент двигателя

Н^.м

По рассчитанным данным построим естественные механическую и электромеханическую характеристики. Данные характеристики представлены на рисунках №1а, 1б.

2.2Рассчитываем электромеханическую характеристику при понижении напряжения на 30%

Уравнение электромеханической характеристики

, рад/с

При найдем пусковой ток

А

Скорость идеального холостого хода

рад/с.

Механическая характеристика при понижении напряжения на 30%

Уравнение механической характеристики

, рад/с

При найдем пусковой момент двигателя

Н^.м.

По рассчитанным данным построим искусственные механическую и электромеханическую характеристики. Данные характеристики представлены на рисунках №1а, 1б.

2.3 Рассчитаем электромеханическую и механическую характе-ристики при понижении магнитного потока на 20%

Уравнение электромеханической характеристики

, рад/с

При найдем пусковой ток

А

Скорость идеального холостого хода

рад/с.

Уравнение механической характеристики

, рад/с

При найдем пусковой момент двигателя

Н^.м.

По рассчитанным данным построим искусственные механическую и электромеханическую характеристики. Данные характеристики представлены на рисунках №1а, 1б.

2.4 Рассчитываем электромеханическую характеристику при добавлении в цепь якоря добавочного сопротивления равного 4r_я

Уравнение электромеханической характеристики

, рад/с

При найдем ток

, А.

Так, как , следует Е=0 получаем

А.

Определим скорость идеального холостого хода

рад/с.

Рассчитываем механическую характеристику при добавлении в цепь якоря добавочного сопротивления равного 4r_я

Уравнение механической характеристики

, рад/с

При найдем пусковой момент

Н^.м.

При М=0 найдем скорость двигателя

рад/с.

По рассчитанным данным построим искусственные механическую и электромеханическую характеристики. Данные характеристики представлены на рисунках №1а, 1б.

2.5 Графическим методом рассчитаем пусковое сопротивление в 3 ступени.

Для этого на рисунке 3 построим рабочую часть электромеханической характеристики.

а)Рассчитаем напряжения при токе I_Я=2, 5∙ I_ном

А,

В.

б) рассчитаем значение добавочного сопротивления при I_П=2, 5I_ном

А

, отсюда выразим R_д

Ом.

Зададимся токами переключения

; А

Определим масштаб сопротивления

Ом,

L_ао =166 мм,

Ом/мм

Из графика найдем длины отрезков

L_бв =8, 5 мм;

L_вг =16 мм,

L_гд =32 мм,

Измеренные длины отрезков пропорциональны значению сопротивления пусковых ступеней, определим их

Ом,

Ом,

Ом,

Ом

Проверка

Ом

; - верно

Проверка сошлась, пусковое сопротивление выбрано правильно.

2.6 Определим добавочное сопротивление при спуске на скорости 0, 2ω _ном в режиме противовключения

В двигательном режиме

В режиме противовключения

(7)

Из (7) выразим Rд

Ом

Составим баланс мощностей

P_c+P_мех=Δ P_эл

;

6018, 53 Вт ≈ 6014, 59 Вт, добавочное сопротивление рассчитано верно.

Рассчитаем механическую характеристику

- механическая характеристика в режиме противовключения при скорости 0, 2ω _ном.

Определим скорость спуска груза

рад/с

По рассчитанным данным построим график механической характеристики в режиме торможения противовключением на рисунке №2.

2.7 Определить скорость двигателя при спуске груза в режиме рекуперативного торможения