Расчет основных параметров двигателя постоянного тока
Содержание
Содержание
1. Исходные данные. Задача
2. Решение задачи
3. Исходные данные. Задача
4. Решение задачи
Задача 1-1
Вариант №2
Исходные данные
Задача 1-1
1. Исходные данные
В таблице 1 приведены данные двигателя постоянного тока
Таблица 1.
|
Тип | , кВт | , В | , A | , об/мин | , Ом | , Ом | , Ом | , Ом | КПД,% | GD, кгм2 | |
П21 | 1,5 | 220 | 9 | 3000 | 1,25 | 0,326 | 0,0546 | 636 | 76 | 0,045 | |
|
Для двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением требуется:
1. Рассчитать пусковой реостат и построить пусковые характеристики, если на валу
;
2. Определить сопротивление, которое необходимо включать в цепь якоря, чтобы частота вращения двигателя при номинальном моменте составляла ;
3. Рассчитать сопротивление, которое следует включить в якорную цепь, чтобы при изменении полярности питающего напряжения якоря ток его был равен при номинальной скорости. Построить эту механическую характеристику;
4. Рассчитать дополнительное сопротивление, ограничивающее в режиме динамического торможения пик тока до при номинальной скорости. Построить соответствующую характеристику;
5. Указать в чем недостатки реостатного регулирования, оценить его КПД.
2. Решение
1. По номинальным данным строим механическую характеристику:
Определяем моменты:
а)пусковой () - из условия допустимого тока коммутации, т.е. возникновения кругового огня на коллекторе:
б) Переключения пусковых ступеней () - из условия сохранения динамики при переключении пусковых ступеней реостата
Полученные характеристики представлены на рисунке 2.
Рис.2. Технические характеристики двигателя
Определяем пусковой резистор :
,
,
,
Определяем пусковой резистор :
Определяем пусковой резистор :
2. Запишем уравнение механической характеристики с учетом требуемых значений параметров:
т.к. , следовательно
3.
4. Запишем уравнение скоростной характеристики с учетом требуемых значений параметров:
Рис. 3. Характеристика при смене питающего напряжения якоря, при токе
5. Рассчитать дополнительное сопротивление, ограничивающее в режиме динамического торможения пик тока до при номинальной скорости. Построить соответствующую характеристику:
Рис. 4. Характеристика двигателя в режиме динамического торможения
5. При регулировании угловой скорости введением резисторов в цепь якоря, двигателя постоянного тока, потери мощности в этой цепи изменяются пропорционально перепаду угловой скорости. Если момент нагрузки постоянен, постоянна потребляемая мощность и угловая скорость двигателя уменьшается вдвое, то примерно половина мощности потребляемой из сети, будет рассеиваться в виде теплоты, выделяемой из реостата, то есть данный способ регулирования является не экономичным. КПД привода при реостатном регулирование может быть определен по формуле:
2. Решение
2.1 По номинальным данным строим механическую характеристику:
Определяем моменты:
а) пусковой () - из условия допустимого тока коммутации, т.е. возникновения кругового огня на коллекторе:
б) Переключения пусковых ступеней () - из условия сохранения динамики при переключении пусковых ступеней реостата
Полученные характеристики представлены на рисунке 2.1
Рис.2.1 Технические характеристики двигателя
Определяем пусковой резистор :
,
,
,
Определяем пусковой резистор :
Определяем пусковой резистор :
2.2 Запишем уравнение механической характеристики с учетом требуемых значений параметров:
т.к. , следовательно
2.3
2.4 Запишем уравнение скоростной характеристики с учетом требуемых значений параметров:
Рис. 2.2. Характеристика при смене питающего напряжения якоря, при токе
2.5
2.6 Рассчитать дополнительное сопротивление, ограничивающее в режиме динамического торможения пик тока до при номинальной скорости. Построить соответствующую характеристику:
Рис. 2.3. Характеристика двигателя в режиме динамического торможения
2.5 При регулировании угловой скорости введением резисторов в цепь якоря, двигателя постоянного тока, потери мощности в этой цепи изменяются пропорционально перепаду угловой скорости. Если момент нагрузки постоянен, постоянна потребляемая мощность и угловая скорость двигателя уменьшается вдвое, то примерно половина мощности потребляемой из сети, будет рассеиваться в виде теплоты, выделяемой из реостата, то есть данный способ регулирования является не экономичным. КПД привода при реостатном регулирование может быть определен по формуле:
Задача 1-3
Вариант №2
3. Исходные данные
Таблица 1. Тип двигателя - МТН 211-6
|
Рн, кВт | nн, об/мин | | cosц | Статор | Ротор | Кс | J, кгм2 | |
| | | ном | х.х | IСН | IСХ | RC | ХС | ЕРН | IРН | rр | хр | | | |
| | | | | А | А | Ом | Ом | В | А | Ом | Ом | | | |
8,2 | 900 | 2 | 0,7 | 0,112 | 24,6 | 19 | 0,835 | 0,88 | 257 | 23 | 0,466 | 0,666 | 2,18 | 0,46 | |
|
Для асинхронного двигателя с фазным ротором требуется:
1. Построить естественную механическую характеристику.
2. Рассчитать сопротивление пускового реостата и построить соответствующие характеристики, если на валу ;
3. Построить механическую характеристику в режиме динамического торможения при , . Насыщение магнитной системы не учитывать.
4. Изложить перспективные методы регулирования скорости двигателей переменного тока.
4. Решение
4.1. Построить естественную механическую характеристику:
МКР = л * МН=2*87,04=174,08 Нм
М1 = 0,885 * МКР,
М1 = 0,885 * 174,009 = 154.
М2 = 1,1 * МН,
М2 = 1,1 * 87,005 = 95,7.
Рис. 4.1. Естественная и пусковые характеристики
4.2. Рассчитать сопротивление пускового реостата и построить соответствующие характеристики, если на валу МС = МН.
Определяем пусковой резистор RД1:
RР = 0,466 Ом,
аb = 24,67 мм,
ас = 40,17 мм,
R = RР * (ас/ab),
R = 0,466 * (40,17/24,67) = 0,759 Ом,
RД1 = R - RР,
RД1 = 0,759 - 0,466 = 0,293 Ом.
Определяем пусковой резистор RД2:
аb = 24,67 мм,
аd = 64,67 мм,
R = RР * (аd/ab),
R = 0,466 * (64,67 /24,67) = 1,22 Ом,
RД2 = R - (RР + RД1),
RД2 = 1,22 - (0,466 + 0,293) = 0,461 Ом.
Определяем пусковой резистор RД3 :
аb = 24,67 мм,
ае = 104,67 мм,
R = RР * (аe/ab),
R = 0,466 * (104,67 /24,67) = 1,97 Ом,
RД3 = R - (RР + RД1 + RД2 ),
RД3 = 1,97 - (0,466 + 0,293 + 0,461 ) = 0,289 Ом.
Пусковые характеристики представлены на рис.4.1.
4.3. Построить механическую характеристику в режиме динамического торможения при IВ = 2IОН, RДОБ = 0,3RНОМ. Насыщение магнитной системы не учитывать.
Определяем значение эквивалентного переменного тока:
IЭКВ = *IП*2,
IЭКВ = *24,6*2 = 39,85 А
Определяем максимальный момент:
МКР = ,
МКР = = 11,44 Нм
Определяем критическое скольжение:
SКР = ,
SКР = = 0,301.
М = ,
Результаты расчетов сводим в таблицу 4.1
Таблица. 4.1
|
М | S | щ | |
0 | 0 | 0 | |
-13,4831 | 0,05 | 5,2335 | |
-21,2198 | 0,1 | 10,467 | |
-23,4877 | 0,15 | 15,7005 | |
-22,9107 | 0,2 | 20,934 | |
-21,2906 | 0,25 | 26,1675 | |
-19,4496 | 0,3 | 31,401 | |
-17,6981 | 0,35 | 36,6345 | |
-16,1308 | 0,4 | 41,868 | |
-14,7599 | 0,45 | 47,1015 | |
-13,5692 | 0,5 | 52,335 | |
-12,5348 | 0,55 | 57,5685 | |
-11,6331 | 0,6 | 62,802 | |
-10,8432 | 0,65 | 68,0355 | |
-10,1473 | 0,7 | 73,269 | |
-9,5309 | 0,75 | 78,5025 | |
-8,98184 | 0,8 | 83,736 | |
-8,49022 | 0,85 | 88,9695 | |
-8,04784 | 0,9 | 94,203 | |
-7,64791 | 0,95 | 99,4365 | |
-7,28481 | 1 | 104,67 | |
|
Рис.4.2 Механическая характеристика в режиме динамического торможения.
