![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Уравнение естественной характеристики.
сопротивление якорной обмотки при Rp= 0 можно определить по формуле:
ω о = U н /kФн: ( 183, 3 рад/c ) Dω ест =Dω н =ω o - ω н (26, 3 рад/c). Показатель жесткости характеристики в процентах или относительных единицах. b> 10%, характеристика мягкая; b< 10%, характеристика жесткая. 2. Определить параметры искусственной механической характеристики. Реостатная искусственная характеристика (2 на рис.1) ( при U = U н, Ф=Фн) получаются при введении сопротивления в цепь якоря Rр = 17, 3 Ом (rя = 7, 15 Ом) Наклон механических характеристик определяется величинами сопротивления (прямые 1, 2) в цепи якоря и магнитным потоком (линия 3), (угловым коэффициентом b).
где
Рис. 1. Реостатные характеристики ДПТ с независимым (параллельным*) возбуждением Зная коэффициент статизма можнопостроить искусственную характеристику по значению
3. Определить ω 0 при магнитном потоке Ф = Фн по (10). Задача 2. Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет следующие данные: номинальная мощность Рном, напряжение питания Uном, номинальная частота вращения nном, сопротивление обмоток в цепи якоря R a, сопротивление цепи возбуждения r В, падение напряжения в щеточном контакте щеток Δ Uщ = 2 В. Значения перечисленных параметров приведены в таблице 2.
Требуется определить потребляемый двигателем ток в режиме номинальной нагрузки I ном, сопротивление пускового реостата Rп.р, при котором начальный пусковой ток в цепи якоря двигателя был бы равен 2, 5 I ном, начальный пусковой момент Мп, частоту вращения n0 и ток I 0 в режиме холостого хода, номинальное изменение частоты вращения якоря двигателя при сбросе нагрузки. Влиянием реакции якоря пренебречь. Решение варианта 1. 1. Потребляемая двигателем мощность при номинальной нагрузке P1ном = Р ном / η ном = 25/0, 85 = 29, 4 кВт. 2. Ток, потребляемый двигателем при номинальной нагрузке, I ном= Р ном / U ном = 29, 4 ·103/440 = 67 А. 3. Ток в цепи обмотки возбуждения IВ = U ном / r В = 440/88 = 5 А. 4. Ток в обмотке якоря Ia ном = I ном– IВ = 67 – 5 = 62 А. 5. Начальный пусковой ток якоря при заданной кратности 2, 5 Iaп = 2, 5 I аном = 2, 5 · 62 = 155 А. 6. Требуемое сопротивление цепи якоря при заданной кратности пускового тока 2, 5 Ra = Rп.р + r a = U ном / Iaп = 440/155 = 2, 83 Ом, где Ra = Rп.р + r a. 7. Сопротивление пускового реостата Rп.р= Ra – r a = 2, 83 - 0, 15 = 2, 68 Ом.
8. ЭДС якоря в режиме номинальной нагрузки E a ном = U ном – I аном r a – Δ Uщ = 440 – 62 · 0, 15 – 2 = 428, 7 В. 9. Из выражения Еа = се Ф ω ном, Определим машинную постоянную сеФ = Ea /ω = 428, 7/157 = 2, 72; угловая скорость ω ном = n ном / 9, 55 = 1500/9, 55 = 157 рад/с. 10. Начальный пусковой момент при заданной кратности пускового тока 2, 5 Мп = смФ Iaп = 2, 72 • 155 = 422 Н·м. 11. Момент на валу двигателя при номинальной нагрузке М 2ном = Р ном / ω ном = 25 · 103/157 = 159 Н·м. 12. Электромагнитный момент при номинальной нагрузке Мном = Р эм / ω ном = 26 579/157 = 169 Н·м, где электромагнитная мощность при номинальной нагрузке Р эм ном = Еа ном I аном = 428, 7 · 62 = 26 579 Вт. 13. Момент холостого хода M0 = Мном – М2ном = 169 – 159 = 10 Н·м. 14. Ток якоря в режиме холостого хода I a 0 = М 0/(смФ) = 10/2, 72 = 3, 68 А. 15. ЭДС якоря в режиме холостого хода (принимаем Δ Uщ = 0) Е а 0 = U ном – I а0 r a = 440 - 3, 68 · 0, 15 = 439 В. 16. Частота вращения якоря в режиме холостого хода ω ном = Е а о /(сеФ) = 439/ 2, 72 = 161, 26 рад/с, (1540 об/мин). 17. Номинальное изменение частоты вращения двигателя при сбросе нагрузки
Задача 3. В табл. 3. даны значения параметров двигателя постоянного тока независимого возбуждения: номинальная мощность двигателя Р ном, напряжение питания цепи якоря U ном напряжение питания цепи возбуждения UB, частота вращения якоря в номинальном режиме n ном, сопротивления цепи якоря r a и цепи возбуждения r В, приведенные к рабочей температуре, падение напряжения в щеточном контакте при номинальном токе Δ Uщ = 2 В, номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки Δ n ном = 8, 0 %, ток якоря в режиме холостого хода I0. Требуется определить все виды потерь и КПД двигателя.
Таблица 3.
Решение варианта 1. 1.Частота вращения в режиме холостого хода n 0 = n ном [1 + (Δ n ном /100)] = 2200(1 + 8/100) - 2376 об/мин. ω ном = n ном / 9, 55 = 2200/9, 55 = 230, 4 рад/с. ω 0 = n 0 / 9, 55 = 2376/9, 55 = 248, 8 рад/с. 2. ЭДС якоря в режиме холостого хода (падением напряжения в щеточном контакте пренебрегаем ввиду его незначительной величины в режиме холостого хода) Е а 0 = U ном – I а0 r a = 440 – 6 · 0, 3 = 438, 2 В. 3. Момент в режиме холостого хода М 0 = Е а 0 I0 / ω 0 = 438, 2 · 6/248, 8 = 10, 6 Н·м. 4. Момент на валу двигателя в режиме номинальной нагрузки М 2ном = Р ном / ω ном = 25·103/230, 4 = 108, 5 Н·м. 5. Электромагнитный момент двигателя при номинальной нагрузке Мном = М 0 + М 2ном = 10, 6 + 108, 5 = 119 Н·м. 6. Электромагнитная мощность двигателя в режиме номинальной нагрузки Рэм.ном = Мном ω ном = 119 • 230, 4 = 27 490 Вт. 7. ЭДС якоря в режиме холостого хода можно представить как Еа0 = се Ф ω 0, откуда се Ф = Еа0/ ω 0= 438, 2/248, 8 = 1, 77. Из выражения электромагнитного момента в режиме номинальной нагрузки Мном = смФ Iaном определим значение тока якоря в режиме номинальной нагрузки Iaном = Мном/(см Ф) = 119/1, 77 = 67 А. 8. Сумма магнитных и механических потерь двигателя пропорциональна моменту холостого хода Рмагн + Рмех = 0, 105 = 0, 105·10, 6 · 2376 = 2644 Вт. 9. Электрические потери в цепи обмотки якоря Ра э = I2aном r a = 672 • 0, 3 = 1347 Вт. 10. Электрические потери в щеточном контакте якоря Рщэ = Iaном Δ Uщ = 67 • 2 = 134 Вт. 11. Мощность, подводимая к цепи якоря, в номинальном режиме P1ном = U 1 ном I 1 ном = 440 · 67 = 29480 Вт. 12. Ток в обмотке возбуждения I в = Uв/rв = 220/60 = 3, 7 A. 13. Мощность в цепи возбуждения Р в = UвIв = 220 • 3, 7 = 814 Вт. 14. Мощность, потребляемая двигателем в режиме номинальной нагрузки, P1ном = P1ано м м + Рв= 29480 + 814 = 30295 Вт или 30, 3 кВт. 15. КПД двигателя в номинальном режиме η ном = (Pном / P1ном)100 = (25/30, 3)100 = 82, 5%. Задача 4. Определить номинальные значения скорости и момента двигателя постоянного тока, если известны его напряжение, ток, скорость холостого хода и сопротивление цепи якоря. Данные двигателя: U н = 220 В; I н = 200 А; ω 0 = 109 рад/с; r я = 0, 05 Ом. Найти: 1) машинную постоянную двигателя c Фн; 2) номинальную скорость вращения двигателя ω н; 3) номинальный электромагнитный момент двигателя M н. Указания. Машинная постоянная ДПТ, при известной величине ω 0
Номинальная скорость двигателя из уравнения скоростной характеристики
Номинальный момент двигателя при известной величине c Фн
Задача 5. Определить ЭДС генератора, питающего цепь якоря двигателя по схеме «генератор _ двигатель» (Г-Д) (рис.6) для получения требуемой скорости двигателя при заданной нагрузке. Рис.6. Электропривод по системе «генератор-двигатель» Данные машин системы Г-Д: генератор: P нг = 8, 8 кВт; Схема и характеристики привода Г-Д приведены на рис.6, 7. Рис.7. Механические характеристики электропривода Г-Д 1. Определить машинную постоянную двигателя c Фн и скорость холостого хода двигателя ω 0гд в системе Г-Д. 2. Найти номинальное значение ЭДС генератора E гн для получения номинальной скорости двигателя ω гд = ω н = 90 рад/с. 3. Найти ЭДС генератора E г. x для получения скорости привода в системе Г–Д ω x = 0, 5ω н при M с. x = 0, 5 M н.
Указания. Машинная постоянная двигателя c Фн по паспортным данным определяется по формуле
где r я = r яд. Падение скорости двигателя в системе Г-Д при номинальной нагрузке
где r яд, r яг– якорные сопротивления цепи двигателя и генератора (рис.6). Скорость холостого хода системы Г-Д при E гн (рис.7)
ЭДС генератора E гн для получения в системе Г-Д номинальной скорости
ЭДС генератора для получения скорости привода ω x = 0, 5ω н при относительной нагрузке M с. x = 0, 5 M н.
Задача 7. Определить относительный магнитный поток двигателя при регулировании скорости по системе Г-Д для получения повышенной скорости привода при уменьшении нагрузки. Данные машин системы Г-Д: генератор: U нг = 220 В; I н = 40 А; r яг = 0, 05 Ом; двигатель: ω н = 90 рад/с; U нд = 220 В; I н = 40 А; 1. Найти машинную постоянную, номинальное сопротивление двигателя, абсолютное и относительное сопротивление цепи якорей системы Г-Д c Фн; R н; r. 2. Найти уменьшение относительного магнитного потока двигателя j x для относительной скорости привода n x = 1, 4 при относительной нагрузке m x = 0, 5. Указания. Для вычисления уменьшения относительного магнитного потока двигателя j x для заданной скорости и нагрузки привода используется система относительных параметров
где Уравнение механической характеристики в абсолютных единицах
В относительных единицах при
откуда уменьшение магнитного потока двигателя (
Рекомендуемая литература 1. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электрические машины и микромашины. М.: Высш. шк., 1990. 2. Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высш. шк., 2000. 3. Вольдек А.И. Электрические машины. М.: Энергия, 1966. 4. Сенигов П.Н., Галишников Ю.П. Руководство по выполнению базовых экспериментов «Электрические машины». Челябинск, изд. ЮгУрГУ, 2001.
|