Методичка №2916е.pdf (Бондаренко В. И

31

3.2.82Перехідні процеси при пуску й гальмуванні електроприводів на базі асинхронних двигунів (електродвигун без навантаження

йодин ступінь пускового реостата).

3.2.83Ступінчастий пуск багатошвидкісних асинхронних двигунів. Особливості реверсування асинхронних двигунів.

3.2.84Урахування електромагнітних перехідних процесів в асинхронних двигунах.

3.2.85Процедура вибору елетродвигунів. Вибір потужності електродвигунів.

3.2.86Нагрівання й охолодження електрдвигунів. Класифікація номінальних режимів роботи електродвигунів.

3.2.87Навантажувальні діаграми електроприводів, особливості

їх побудови.

3.2.88Вибір потужності електродвигуна при довготривалому (тривалому) навантажені, що мало змінюється.

3.2.89Вибір потужності електродвигуна при довготривалому (тривалому) навантажені, що суттєво змінюється.

3.2.90Вибір потужності електродвигуна за методами еквівалентних величин.

3.2.91Вибір потужності електродвигуна при номінальному короткочасному режимі роботи.

3.2.92Вибір потужності електродвигуна при номінальних по- вторно-короткочастних режимах роботи.

3.2.93Визначення допустимої частоти вмикань асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

32

3.2.94Основи автоматичного керування електроприводами. Загальні положення. Схеми електричні, зображення й позначення елементів електричних схем.

3.2.95Розімкнені системи автомтичного керування. Загальна характеристика, приклади.

3.2.96Розімкнені системи автомтичного керування. Керування пуском двигуна постійного струму в функції кутової швидкості.

3.2.97Розімкнені системи автомтичного керування. Керування пуском двигуна постійного струму в функції струму.

3.2.98Розімкнені системи автомтичного керування. Керування пуском двигуна постійного струму в функції часу.

3.2.99Замкнені системи автоматичного керування. Загальні положення. Приклади.

3.2.100 Програмне керування електроприводами. Загальні положення. Приклади.

3.3 Перелік задач і короткі методичні вказівки з їх розв'я- зання

Розв'язання наведеного переліку задач (з 3.3.1 до 3.3.50) базується головним чином на знанні розділів теоретичного курсу, присвячених механічним властивостям електроприводів постійного й змінного струмів (статичні, електромеханічні й механічні характеристики, регулювання координат, режими роботи). Необхідні номінальні дані електродвигунів, параметри електроприводів та інший додатковий матеріал наведені у додатках А, Б і В).

3.3.1 Задачі з 3.3.1 до 3.3.10

Електропривод вантажопідіймального механізму з електродвигуном постійного струму паралельного збудження.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

33

Визначити режим роботи електродвигуна при опусканні вантажу, а також струм якоря Iap і момент на валу Мвл, якщо усталена швидкість опускання вантажу дорівнює ωрг.

Визначити режим роботи електродвигуна і його швидкість ωпг при підійманні вантажу, якщо статичний момент опору з боку механізму, який діє на двигун, складає Мс, а у коло якоря при цьому увімкнений додатковий опір Rяд.

Дляназваних режимівпобудуватимеханічні характеристики,датинеобхідні пояснення.

Короткі методичні вказівки до розв'язання задачі.

Електродвигун вибрати з таблиці 3.2, а його номінальні дані й необхідні параметри – з таблиці А.1 додатка А.

Таблиця 3.2 – До вибору коду двигуна

№ задачі згідно

3.3.1

3.3.2

3.3.3

3.3.4

3.3.5

3.3.6

3.3.7

3.3.8

3.3.9

3.3.10

варіанта

Код двигуна

Д1

Д3

Д5

Д6

Д7

Д8

Д10

Д15

Д16

Д17

Визначити постійну двигуна с ×Ф [В.с] можна з рівняння приро-

дної електромеханічної характеристики

ωном =

Uном - (I я.ном - I зб.ном )Rя

,

c ×F

де I зб.ном =

Uном

, А – номінальний струм збудження.

Rзб

Тоді швидкість ідеального неробочого ходу буде

ω0 =

Uном

,с−1 .

c ×F

Величину струму Iap при швидкості ωрг визначити з рівняння рі-

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

34

вноваги напруги для цього режиму

Uном = E рг + Iaр Rя ,

де Ерг = сFωрг , В – е.р.с. якоря при швидкості ωрг .

При визначенні величини струму Iap слід звернути увагу на його знак (напрямок струму), дати пояснення його фізичної суті.

Величина електромагнітного момента буде

МЕМ = с ×F ×Iaр , Н·м.

Для спрощення розрахунків втрати обертання ∆Роб слід вважати незалежними від зміни швидкості, тоді

DPоб = Uном × Iном - I 2 ном Rя -Uном Iзб.ном - Pном ×103 , Вт,

а момент втрат обертання

DM = DPоб , Н·м.

ωном

Нарешті можна визначити момент на валу двигуна Мвл із рівняння руху для режиму, що розглядається

M EM = Mвл + DM , Н·м.

Усталенушвидкість підіймання ωпг вантажупри статичному моменті опору Мс і додатковому опорі Rяд якірного кола можна визначити з характеристики

ωПГ =	U	ном	-	M c	(RЯ	+ RЯД )	,c−1.
	c	× F			c2 × F2

За одержаними результатами побудувати необхідні механічні характеристики і визначити режими роботи електропривода, що ма-

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

35

ють місце. Орієнтовний вигляд побудованих механічних характеристик поданий на рисунку В.1 додатка В. Дати необхідні пояснення процесам і режимам роботи, що мають місце.

При побудові природної механічної характеристики можна скористатися двома точками:

-ідеального неробочого ходу з координатами [ω0 та 0];

-номінального режиму з координатами [ωном та Мном]. Номінальний момент визначається з відомих номінальних даних

електродвигуна

M = Pном ×103 , Н·м.

ωном

3.3.2Задачі з 3.3.11 до 3.3.15ном

Електропривод на базі електродвигуна постійного струму послідовного збудження.

Розрахувати й побудувати механічні характеристики електродвигуна, який працює при шунтуванні якоря опором Rш , при цьому в якірне коло додатково уведений резистор опором RаД у відповідності до принципової електричної схеми, наведеної на рисунку В.З додатку В. Втрати обертання для номінального режиму складають ∆Роб.ном .

Дати пояснення фізичним процесам та режимам роботи електродвигуна, що мають місце.

Короткі методичні вказівки.

Електродвигун вибрати з таблиці 3.3, а його номінальні дані та необхідні параметри – з таблиці А.1 додатка А.

Таблиця 3.3 – До вибору коду двигуна

№ задачі згідно варіанта	3.3.11	3.3.12	3.3.13	3.3.14	3.3.15
Код двигуна	ДІ8	Д20	Д22	Д23	Д24

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

36

Природні статичні характеристики ω = f(М) і M = f(Iа) двигуна наведені у додатку Б.

Оскільки параметр с.Ф для електродвигунів постійного струму послідовного збудження є величиною змінною, то для визначення залежності с.Ф = f(Іа) слід скористатися рівнянням рівноваги напруги якірного кола

U M = Ea + Ia Ra ,

де Ea = c × F ×ω , В;

Ra = Rя + Rзб , Ом.

та природними статичними характеристиками двигуна M = f(Iа) і ω = f(M) (дивись додаток Б). При цьому діапазон зміни струму якоря бажано вибрати в межах

Ia = (0,2 - 2,0)Ià ном

при напрузі мережі живлення двигуна Uм = Uном. Результати розрахунків подати в табличній формі для 8-12 значень струму якоря. Зразок такої форми наведений у таблиці 3.4.

Таблиця 3.4 – Зразок табличної форми розрахунку с.Ф.

Iа, А

IаRа, В

Ея, В

с ×Ф , В.с

Опір послідовної ділянки якірного кола (ділянки збудження) дорівнює

Rзб.Д = Rзб + RаД , Ом.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

37

При цьому напруга на якорі Uя буде

U я = Uном - Iзб Rзб , В.

Струм шунта

Iш = U я / Rш , А.

Струм якоря

Iа = I зб - Iш , А.

Eя = U я -I а×Rя , В.

Швидкість якоря

ωя = Eя /(c×F) , с-1.

Скориставшись одержаними даними можна визначити момент на валу Мвл двигуна. Для цього спочатку слід знайти електромагнітний момент

M EM = c × F × Ia , Н·м.

і момент втрат обертання

DM = DPоб /ωя , Н·м.

Для спрощення розрахунків втрати обертання слід вважати постійними, рівними номінальним

DPоб = DPоб.ном

Нарешті момент на валу електродвигуна буде

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

38

Мвл = М ЕМ − М , Н·м.

Результати розрахунків бажано звести до таблиці (зразок – дивись таблицю 3.5).

При визначенні величини струму Iа слід звернути увагу на його знак (напрямок струму), дати тлумачення фізичної суті його.

За даними додатка Б і таблиці 3.5 побудувати природну та штучну механічні характеристики двигуна. Дати необхідні пояснення процесам та режимам роботи, що мають місце. Орієнтовний вигляд побудованих механічних характеристик поданий на рисунку В.2 додатку В.

Таблиця 3.5 – Таблична форма розрахунку Мвл

Iзб, А	8-12 значень струму (Iзб = Iа )
IзбRзб, В
Uя, В
Iш, А
Iя, А
IаRя, В
Ея, В
ωя, с-1
МЕМ, Н.м
Мвл, Н.м

3.3.3 Задачі з 3.3.16 до 3.3.19

Електропривод на базі електродвигуна постійного струму послідовного збудження.

Розрахувати величини додаткових опорів Rд1 і Rд2, увімкнених у коло якоря, для зниження швидкості електродвигуна, при номіналь-

ному моменті, до значень ω1 = 0,6ωном і ω2 = 0,3ωном.

Розрахувати механічні реостатні характеристики для визначених значень додаткових опорів.

Для реостатної механічної характеристики з додатковим опором Rд2 визначити режими роботи електродвигуна при двох значеннях статичного момента опору:

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

U - Iа Ra

39

а) МСА = Мном ;

б) МСБ = 2Мном .

Побудувати природну і обидві реостатні механічні характеристики, дати необхідні пояснення.

Короткі методичні вказівки.

Електродвигун вибрати з таблиці 3.6, а його номінальні дані та необхідні параметри – з таблиці А.1 додатку А.

Таблиця 3.6 – До вибору коду двигуна.

№ задачі згідно варіанта	3.3.16	3.3.17	3.3.18	3.3.19
Код двигуна	ДІ8	Д20	Д23	Д24

Загальний опір якірного кола

Ra = Rя + Rзб , Ом.

Для визначення величини додаткових опорів Rд1 і Rд2 ти рівняння реостатних електромеханічних характеристик ми опорами

ω1 = U - Iа (Ra + RД1 ) ×ω ,

ω2 = U - Iа (Ra + RД 2 ) ×ω ,

U - Iа Ra

слід скласзі згадани-

і розв’язати рівняння відносно невідомих Rд1 і Rд2 відповідно. При перетворенні й спрощенні цих рівнянь слід прийняти:

а) U = Uном , Iа = Iном , ω = ωном ;

б) ω1 /ωном = 0,6 - із умов задачі;

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

Uном - Iаном Ra

40

в) ω2 /ωном = 0,3- із умов задачі. Після цього рівняння набудуть вигляду:

Uном - Iаном (Ra + RД1 ) = 0,6,

U ном - Iаном Ra

Uном - Iаном (Ra + RД 2 ) = 0,3.

При подальшому перетворенні цих рівнянь і розв’язанні їх відносно Rд1 і Rд2 можна ввести поняття номінального опору двигуна, позначив його символом Rном.

Rном = U ном / Iаном .

Для визначення необхідних реостатних механічних характеристик слід:

а) написати рівняння реостатних електромеханічних характеристик у загальному вигляді

ω1 = U ном - Iаі (Ra + RД1 ) ×ωі , Uном - Iаі Ra

ω2 = Uном - Iаі (Ra + RД 2 ) ×ωі ; Uном - Iаі Ra

б) розв'язати ці рівняння відносно ω1 і ω2 відповідно, при цьому поточні значення швидкості ωі визначити для відповідного поточного значення струму Іі із природних статичних характеристик двигуна (дивись додаток Б).

Результати обчислень подати в табличній формі (зразок- -таблиця 3.7).

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com