Материал: Исследование двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением (120

Окончание табл. 1

2. РАСЧЕТ НОМИНАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ПОСТРОЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ n(M )

Рассмотрим основные теоретические положения, необходимые для успешного выполнения домашнего задания.

В качестве исходных данных в табл. 1 и 2 приводятся взятые из справочника величины:

Uн – номинальное напряжение двигателя, В;

Pн – номинальная мощность двигателя, кВт;

nн – номинальная частота вращения ротора, об/мин; ηн – КПД при номинальной нагрузке;

Rя – сопротивление обмотки якоря, Ом;

Rдоб.п – сопротивление обмотки дополнительных полюсов, Ом; Rвозб – сопротивление обмотки возбуждения, Ом.

Полезной мощностью P2 ДПТ является механическая, определяемая через механические параметры так: P2 = MΩ = M(2π / 60)n = = 0,105Mn.

6

Используя номинальные данные P2н и nн, вычисляем номинальный вращающий момент двигателя Mн = 9,55P2н / nн, где P2н =

=Рн – номинальная мощность, Вт; nн – номинальная частота, об/мин; Mн – номинальный момент, Н·м.

Номинальная электрическая мощность, потребляемая из сети двигателем P1н = P2н / ηн. Номинальный ток обмотки якоря Iя.н =

=Uн / (Rя + Rдоб.п). Номинальный ток возбуждения Iв.н = Uн / Rвозб.

Рис. 1. Электрическая схема ДПТ с параллельным возбуждением

Уравнение электрического состояния силовой цепи двигателя

(рис. 1)

U = E + Iя(Rя + Rдоб.п), где Е = СЕ Фn.

Уравнение электромеханической характеристики n(Iя)

n = U / (СЕФ) – Iя(Rя + Rдоп.п) / (СЕФ) = n0 – n .

Учитывая, что M = CМФIя, получаем уравнение механической характеристики n(M)

n = U/(СЕ Ф) – M(Rя + Rдоб.п)/(СЕ СМ Ф2) = n0 – n.

Полученные выражения для характеристик n(Iя) и n(M) имеют линейный характер при допущении, что магнитная цепь двигателя не насыщена.

При проведении расчетов часто требуется знать постоянные коэффициенты СЕ Ф и СМ Ф. Определяем их по значениям для номинального режима:

СЕ Ф = Ен / nн и СМФ = Мн / Iя.н.

Для построения естественной механической n(M) и электромеханической n(Iя) характеристик необходимо знать координаты двух точек:

n = n0 при M = 0 и Iя = 0 (режим холостого хода); n = nн при M = Мн и Iя = Iя.н (номинальный режим).

7

Расчет искусственной характеристики n(M) при U = Uq1.

Для построения искусственной характеристики n(M) в силу ее линейности достаточно рассчитать координаты двух точек, например:

– для режима холостого хода

М= 0; n0 = U /(СЕФ) = Uq1 / (СЕФ) = n0q1;

–при номинальной нагрузке

М= Мн; n н = U / (СЕФ) – Mн(Rя + Rдоб.п) / (СЕСМФ2).

На общем графике строим естественную n(M) и искусственную n(M) характеристики (см. рис. 3).

Коэффициент регулирования kD при заданном MD. Вычисляем коэффициент регулирования kD частоты вращения n при изменении напряжения источника

питания U = Uq1 и моменте нагрузки

MD = Mнt : kD = nD / nD. Здесь nD – частота вращения, соответствующая моменту

MD, при работе ДПТ на естественной характеристике n(M); эту частоту вычисли-

ли раньше при рассмотрении естественной характеристики (см. с. 8); nD – частота вращения, соответствующая моменту MD, при работе ДПТ на искусственной характеристике n(M) при том же моменте нагрузки MD и пониженном напряжении U1 = U1q1.

Далее необходимо показать преимущества и недостатки данного метода регулирования n и сделать выводы о целесообразности его применения.

Расчет характеристики n(M) при введении добавочного сопротивления Rя.доб в цепь якоря

Влияние Rя.доб на вид характеристики n(M). Электрическая схема, соответствующая реостатному регулированию n ДПТ, приведена на рис. 4.

Уравнение механической характеристики n(M) при использовании реостатного регулирования выглядит следующим образом:

n = U / (СЕФ) – M(Rя + Rдоб.п+ Rя.доб) / (СЕСМФ2) = n0 – n.

9