Методичка №2916е.pdf (Бондаренко В. И
.).pdf
41
Таблиця 3.7 – Зразок табличної форми розрахунку.
ω1, с-1
ω2, с-1
М, Н.м
Поточні значення момента М у таблицю 3.7 для відповідних струмів можна перенести зі статичних природних характеристик двигуна (додаток Б).
За даними додатка Б і таблиці 3.7 побудувати природну та реостатні характеристики двигуна. Дати необхідні пояснення процесам і режимам роботи електродвигуна, що мають місце, зокрема для випадку роботи двигуна на реостатній характеристиці з додатковим опором Rд2. Орієнтовний вигляд побудованих характеристик поданий на рисунку В.4 додатку В.
3.3.4 Задачі з 3.3.20 до 3.3.26
Електропривод вантажопідіймального механізму з електродвигуном постійного струму послідовного збудження.
При опусканні вантажу електродвигун може працювати у режимі протиувімкнення при струмі гальмування ІПГ і швидкостях гальмування ωПГ1 і ωПГ2 у залежності від положень контролера.
Визначити величину додаткових опорів у якірному колі електродвигуна та побудувати природну і реостатні характеристики. Дати необхідні пояснення.
Короткі методичні вказівки.
Електродвигун вибрати з таблиці 3.8, а його номінальні дані та необхідні параметри – з таблиці А.1 додатку А.
Таблиця 3.8 – До вибору коду двигуна.
№ задачі згідно |
3.3.20 |
3.3.21 |
3.3.22 |
3.3.23 |
3.3.24 |
3.3.25 |
3.3.26 |
варіанта |
|
|
|
|
|
|
|
Код двигуна |
Д18 |
Д19 |
Д20 |
Д21 |
Д22 |
Д23 |
Д24 |
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
42
Величину параметра с ×Ф [В.с] електродвигуна при струмі ІПГ слід визначити з рівняння електромеханічної характеристики
ω = Uном - I ПГ Ra ,
c × F
розв’язавши його відносно с.Ф. При цьому Rа = Rя + Rзб, а ω знаходиться з природних статичних характеристик двигуна (додаток Б) для величини струму, яка дорівнює ІПГ.
Е.р.с. для заданих швидкостей гальмування ωПГ1 і ωПГ2 будуть
ЕПГ1 = с ×F ×ωПГ1 , [B];
ЕПГ 2 = с ×F ×ωПГ 2 , [B],
авеличини додаткових опорів для цих швидкостей гальмування будуть
RД1 = (Uном - EПГ1) / I ПГ ,[Ом];
RД 2 = (Uном - EПГ 2 ) / I ПГ ,[Ом].
Розрахунок швидкостей для побудови реостатних механічних характеристик здійснювати у відповідності до рівнянь
ωПГ1і = Uном - Iаі (Ra + RД1 ) ×ωi , Uном - Iаі Ra
ωПГ 2і = Uном - Iаі (Ra + RД 2 ) ×ωi , Uном - Iаі Ra
де Iаi , [А] та ωi , [с-1] – поточні значення струму якоря й швид-
кості двигуна відповідно, знайдені з природних статичних характеристик двигуна, наведених у додатку Б.
Результати обчислень подати у табличній формі (таблиця 3.9).
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
43
Таблиця 3.9 – Зразок табличної форми для розрахунку ωПГ1і і
ωПГ2і.
ωПГ1і, с-1 ωПГ2і, с-1
М, Н·м
Поточні значення момента М у таблицю 3.9 для відповідних струмів можна перенести зі статичних природних характеристик двигуна (додаток Б).
За даними додатка Б і таблиці 3.9 побудувати природну та реостатні механічні характеристики двигуна. Дати необхідні пояснення процесам та режимам роботи двигуна, що мають місце. Орієнтовний вигляд побудованих характеристик поданих на рисунку В.5 додатка В.
3.3.5 Задачі з 3.3.27 до 3.3.38
Електропривод вантажопідіймального механізму на базі асинхронного електродвигуна з фазним ротором.
Визначити швидкість електродвигуна ωА при статичному моменті опору МСА і розрахувати його механічну характеристику.
Визначити величину додаткових опорів R2д1 і R2д2 у колі ротора для статичного момента опору МСБ і швидкостей ωВ1 та ωВ2.
Визначити величину додаткового опору R2др у колі ротора, якщо електродвигун у режимі рекуперативного гальмування має статичний момент опору МСА і швидкість гальмування ωр.
Визначити додатковий опір R2дn у колі ротора, якщо двигун у режимі гальмування протиувімкненням при тому ж статичному моменті опору МСА має швидкість гальмування ωn.
Для названих режимів побудувати механічні характеристики, дати необхідні пояснення
Короткі методичні вказівки.
Електродвигун вибрати з таблиці 3.10, а його номінальні дані й
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
44
необхідні параметри – з таблиці А.2 додатка А. Таблиця 3.10 – До вибору коду двигуна
№ задачі |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
згідно |
3..3.27 |
3.3.28 |
3.3.29 |
3.3.30 |
3.3.31 |
3.3.32 |
3.3.33 |
3.3.34 |
3.3.35 |
3.3.36 |
3.3.37 |
3.3.38 |
|
варіанта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Код |
Д25 |
Д26 |
Д27 |
Д28 |
Д29 |
ДЗО |
Д31 |
Д32 |
ДЗЗ |
Д34 |
Д35 |
Д36 |
|
двигуна |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Розрахунок природної механічної характеристики здійснити за спрощеною формулою Клосса
|
|
|
|
M i |
= |
2M max |
, |
||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
s |
i |
+ |
sкр |
|
|
|
|
|
|
|
|
sкр |
sі |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
де M max = λM ном – максимальне значення момента, Н.м; |
|||||||||||
M |
ном |
= (P /ω |
ном |
) ×103 – номінальне значення момента, Н.м; |
|||||||
|
ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|||||||||
sкр = sном (λ + |
λ2 -1) – критичне ковзання, в.о.; |
||||||||||
sном = (ω0 - ωном ) /ω0 |
– номінальне ковзання, в.о.; |
||||||||||
ω0 – синхронна швидкість поля статора, с-1.
При розрахунку природної механічної характеристики слід керуватися таким:
-для спрощення розрахунків ділянку механічної характеристики
вінтервалі робочої її частини (від синхронної швидкості до майже
критичної ωкр) вважати прямолінійною і тому кількість поточних значень ковзання Sі для цієї ділянки вибрати мінімальною;
-загальну кількість поточних значень ковзання Sі слід вибирати десь в межах 8-10 значень, при цьому бажано посеред цих значень мати значення ковзання
0, |
Sном, Sкр, |
1, |
тобто значення для характерних точок кривої;
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
45
-взаємозв'язок між ковзанням і кутовою швидкістю визначається співвідношенням
ωі = ω0 (1- sі );
-результати розрахунків краще подавати у табличній формі, зразок такої форми наведений у таблиці 3.11.
Таблиця 3.11 – Зразок табличної форми для розрахунку природної механічної характеристики.
Sі, в.о. |
0 |
… |
Sном |
… |
Sкр |
… |
1 |
ωі, с-1 |
|
|
|
|
|
|
|
Мі, Н.м |
|
|
|
|
|
|
|
За даними таблиці 3.11 побудувати природну механічну характеристику ω = f (М).
Ковзання і швидкість двигуна при статичному моменті опору МСА у двигуневому режимі роботи двигуна буде
s |
|
= s |
|
M СА |
, в.о.; |
|
|
|
|||
|
А |
|
ном M ном |
||
ωА = ω0 (1- sА ), с-1.
Активний опір обмотки ротора (на фазу) буде
R2 |
= |
M ном ×ω0 |
× Sном , Ом, |
|
|||
|
|
m × I22ном |
|
де m=3 – число фаз обмотки ротора.
Ковзання для заданих швидкостей ωВ1 і ωВ2 :
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
46
sB1 = ω0 -ωB1 , в.о.;
ω0
sB2 = ω0 -ωB2 , в.о.
ω0
Ковзання на природній механічній характеристиці для статичного момента МСВ
s |
|
= s |
|
MCB |
, в.о. |
|
|
|
|||
|
пр |
|
ном M ном |
||
Із співвідношень
s |
B1 |
= |
R2 - R2 Д1 |
та |
s |
B2 |
= |
R2 - R2 Д 2 |
s |
|
R |
|
|
R |
|||
пр |
|
|
s |
пр |
|
|||
|
|
2 |
|
|
|
2 |
можна визначити величинину додаткових опорів, увімкнених послідовно у кожну фазу обмотки ротора, необхідних для одержання швидкостей ωВ1 і ωВ2 відповідно:
|
|
|
æ s |
B1 |
ö |
|
||
R |
= R |
ç |
|
-1÷ |
, Ом ; |
|||
|
|
|||||||
|
2 Д1 |
2 |
ç s |
пр |
÷ |
|
||
|
|
|
è |
|
ø |
|
||
|
|
|
æ |
sB2 |
ö |
|
||
R |
|
= R |
ç |
|
-1÷ |
, Ом . |
||
|
|
|
||||||
|
2 Д 2 |
2 |
ç s |
пр |
÷ |
|
||
|
|
|
è |
|
ø |
|
||
Для заданих швидкостей гальмівних режимів двигуна (рекуперативного ωр й протиувімкненням ωп) і статичного момента опору МСА на цих швидкостях ковзання визначається:
а) рекуперативного гальмування
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
|
47 |
|
sp = |
ω0 −ωp |
, в.о. |
|
||
|
ω0 |
|
б) гальмування протиувімкнення
sn |
= |
ω0 −ωn , в.о. |
|
|
ω0 |
Звернути увагу на знак ковзання при рекуперативному гальмуванні, дати пояснення.
Нарешті, для реалізації вище розрахованих гальмівних режимів двигуна із заданими параметрами, необхідна величина додаткових опорів у кожній фазі кола обмотки ротора повинна бути:
а) рекуперативного гальмування
R |
= R |
|
sp |
|
, Ом; |
|
|
|
|||
|
sA |
|
|||
2др |
|
2 |
|
|
б) гальмування протиувімкненням
R2дп = R2 ssп , Ом.
A
Орієнтовний вигляд побудованих механічних характеристик поданий на рисункуВ.6 додатка В.
Дати необхідні пояснення процесам та режимам роботи електропривода, що мають місце.
3.3.6 Задачі з 3.3.39 до 3.3.50
Пуск і гальмування двигуна постійного струму незалежного збудження.
Графічним шляхом визначити кількість ступенів і опір кожного ступеня пускового реостата, якщо у процесі пуску величина момента
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
48
коливається від М1=2,5Мном до М2=1,5Мном.
Розрахувати величину гальмівного опору Rдг при електродинамічному гальмуванні, якщо двигун перевести у режим гальмування з початковою швидкостю ωп=ωном при статичному моменті опору МС=0,8Мном на валу і початковому гальмівному моменті Мп=2,2Мном.
Побудувати механічні характеристики при ступінчастому пуску двигуна та для режиму електродинамічного гальмування. Дати необхідні пояснення.
Короткі методичні вказівки.
Електродвигун вибрати з таблиці 3.12, а його номінальні дані та необхідні параметри – з таблиці А.1 додатка А.
Таблиця 3.12 – До вибору коду двигуна
№ задачі
згідно варі- 3.3.39 3.3.40 3.3.41 3.3.42 3.3.43 3.3.44 3.3.45 3.3.46 3.3.47 3.3.48 3.3.49 3.3.50
анта |
|
|
Код дви- |
ДІ Д2 Д4 Д5 Д8 Д9 Д11 Д12 Д13 Д14 Д15 Д17 |
|
гуна |
||
|
Для спрощення розрахунків знехтувати моментом втрат обертання, тобто вважати, що момент на валу двигуна дорівнює електромагнітному моменту.
Використовуючи номінальні дані електродвигуна і умови задачі легко порахувати:
- номінальний момент двигуна
M ном = (Pном /ωном ) ×103 , H·м;
- максимальний пусковий момент двигуна
M1 = 2,5М ном , H·м;
- момент перемикань
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
49
M 2 = 1,5М ном , H·м; |
|
|
- швидкість ідеального неробочого ходу |
|
|
ωo = ωном |
U ном |
-1 |
|
, с ; |
|
Uном - I яном × Rя |
||
-початкову швидкість двигуна при переводі його у режим електродинамічного гальмування
ω0 = ωном , с-1;
-статичний момент опору при переводі двигуна у режим електродинамічного гальмування
M с = 0,8Мном , H·м;
- початковий гальмівний момент
M n = 2,2М ном , H·м.
Оскільки для електродвигунів постійного струму незалежного збудження статичні характеристики можна вважати прямолінійними, то за координатами двох точок, наприклад, ідеального неробочого ходу і точки номінального режиму, легко побудувати природну механічну характеристику. Виходячи з цієї характеристики і використовуючи значення пускових моментів М1 і М2, побудувати пускову діаграму. При цьому слід починати побудову з реостатної характеристики, що проходить через точку з координатами ω = 0; М1 = М2.
З одержаної низки реостатних характеристик графічним шляхом визначити кількість ступенів пускового реостата і величину опору його на кожному ступені. Для визначення масштабу опору mR слід знайти величину опору якірного кола двигуна при повністю уведеному пусковому реостаті
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com
50
RΣ = |
Uном |
= |
Uном |
, Ом. |
|
|
|||
|
I я max |
2,5I яном |
||
Цьому опорові при певних умовах відповідає ордината ад пускової характеристики (рисунок В.7 додатка В), тоді масштаб опору буде
mR = RадΣ , Оммм .
Реостатні характеристики відтинають на згаданій ординаті пускової характеристики відрізки пропорційні опорам відповідних ступенів пускового реостата, тоді опір кожного ступеня визначиться, наприклад, для триступінчастого пускового реостата, рисунок В.7 додатка В, як добуток довжини відповідного відрізка ординати на масштаб опору:
RI = mR ×гд , Ом;
RII = mR ×вг , Ом;
RIII = mR ×бв , Ом;
RIV = mR ×аб , Ом.
Подальший розрахунок слід проводити в аналітичному вигляді. Повний опір якірного кола Rд двигуна у режимі електродинаміч-
ного гальмування визначається шляхом розв'язання рівняння механічної характеристики цього режиму відносно Rд:
ωп = - М п × RД , с-1; c2 ×F2
де ωn, Мn – початкові параметри гальмування (задані в умовах задачі);
PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com