2.Расчёт и построение естественных механических и электромеханических характеристик двигателя.
2.1.Определяем сопротивление якоря горячее:
Ом,
где τ – перегрев обмоток двигателя относительно начальной температуры (15°С), град. Принимаем τ = 75°С.
1.16.Определяем коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке:
.
2.2.Определяем коэффициент ЭДС двигателя
.
2.3.Определяем номинальный момент на валу двигателя
Н·м.
2.4.Определяем электромагнитный момент, соответствующий номинальному току:
Н·м.
2.5.Определяем момент трения на валу электродвигателя
Н·м.
2.6.Определяем скорость идеального холостого хода
рад/с.
2.7.Определяем скорость вращения по ступеням
,
,
или
,
.
2.8.Определяем момент статический по ступеням.
Реактивная нагрузка (нагрузочная диаграмма)- 1,3 квадранты работы (двигательный режим).
Мс1= Мс2 =(М max/iст.р∙η мех)+Мс.дв=(650/6,34∙0.8)+13.53=141.68 Н·м.
2.9. Проведем расчет естественных электромеханической ω=f(I) и механической ω=f(М) характеристик двигателя (рис.3).
Выражения для расчета электромеханической и механической характеристик имеют вид
,
.
Т.к. между током и моментом у двигателя постоянного тока независимого возбуждения имеется линейная зависимость М=с·I, то для получения механической характеристики достаточно пересчитать по оси Х численные значения токов на значения моментов. Расчетные данные сведем в таблицу 2.
Таблица 2
-
I, A
0
Iн =90,5
2· Iн=181
M, Н·м
0
157,59
315,18
ω, рад/с
126,34
109.55
-23.24
Рисунок.3. Естественные электромеханическая ω=f(I) и механическая ω=f(М) характеристики двигателя.
3.Выбор способа пуска и регулирования скорости в пределах цикла.
3.1.Определяем наибольшие пусковые ток и момент. Для двигателей обычного исполнения эти величины определяются из условия
I пуск =2∙ I н =2∙90,5=181 А,
М пуск =с∙ I пуск =1,741∙181=315,18 Н·м.
3.2. Определяем ток и момент переключения из условия
I пер =1.2∙ I н =1,2∙90,5= 108,6 А,
Н·м.
(Мпер. принимаем равным 205 Н·м)
3.3. Определяем необходимые сопротивления якорной цепи для пусковых и рабочих ступеней характеристик:
В момент пуска ω=0 , следовательно:
R я.пуск 1=Uн/ I пуск =220/181=1,21 Ом ,
Рассчитаем первую скорость переключения:
рад/с;
А требуемое добавочное сопротивление якорной цепи для первой ступени пусковой характеристики равно:
Ом.
Сопротивление второй ступени пусковой характеристики выбираем из соображения получения симметричной пусковой диаграммы
,
,
R я .пуск 2 = 0.79 Ом.
Ом.
рабочих ступеней:
Для первой рабочей ступени при моменте нагрузки Мс1=141.68 Н·м необходимо обеспечить скорость ωи1= 109.55 рад/с. Добавочное сопротивление ступени определяется из выражения
,
R я .ст1=0,51 Ом.
Ом.
Для второй рабочей ступени при моменте нагрузки Мс2=-141.68 Н·м необходимо обеспечить скорость ωи2= -23.24рад/с. Добавочное сопротивление ступени определяется из выражения
,
Ом.
Ом.
Сопротивление торможения:
,
,
R я .пр =0,22 Ом.
Ом.
Рисунок 4 - Механические характеристики полного цикла работы двигателя: 0-1 –первая ступень пусковой характеристики; 2-3 – вторая ступень пусковой характеристики; 4-5 – рабочая характеристика первой ступени; 6-7– рабочая характеристика второй ступени; 8-9 – характеристика динамического торможения.