3.Сопротивление для динамического торможения

Максимальное его значение должно быть не меньше величины пускового реостата .

4.Расчёт сопротивления для режима противовключения

Величина всего сопротивления режима ПК:

Его составляющая , как добавка к :

Получено >, т.к..

5.Напряжение якоря, допустимое для прямого пуска двигателя

Оно должно быть меньше номинального в

раз.

6.Начальный тормозной момент двигателя при уменьшении напряжения якоря скачком до U/U_н= 0,6. Определить предельно допустимое значение этого напряжения.

Данных в исходной информации недостаточно для решения задачи, т.к. не ясно, на какой М.Х. работал двигатель до уменьшения напряжения.

Будем считать, что он работал на естественной М.Х. , для которой выполняется условие: U = U_н, Ф_* = 1, R_n = 0, R_m = .

Поскольку скорость не может изменяться мгновенно из-за инерционности системы, то после ступенчатого уменьшения напряжения якоря до U/U_н= 0,6, т.е. на 40%, можно приМ_с= 0 записать:

Получим

После подстановки числовых значений получим:

Максимально допустимый момент двигателя по условиям коммутации равен:

Делаем вывод: снижение питающего напряжения двигателя до U/U_н= 0,6, т.е. на 40%, при работе его вхолостую приведёт к толчку тормозного момента, большему в 141 / 66 = 2,14 раза, чем допустимо.

Переход на новую М.Х. с естественной характеристики при уменьшении напряжения скачком до 0,6 (40%) показан на рис.2.

Рис.2

Характеристики построены в относительных единицах

.

Естественная 1 и искусственная 2 М.Х. проходят со сдвигом относительно скоростей идеального холостого хода на 0,4 единицы. При переходе из точки холостого хода в точку а на искусственной М.Х. получаем, что больше допустимого значения. При работе с номинальной нагрузкой переходим из точкив точку б при, что не допустимо, т.к. больше, чем 2,5.

Решая уравнения М.Х. для первичного напряжения якоря U₁ и для пониженного скачком доU₂, считая что скорость в момент изменения напряжения не меняется, можно узнать какое изменение напряжения не вызовет броска момента двигателя выше допустимого значения.

Уравнения имеют вид:

М₁– момент двигателя до изменения напряжения.М₂– момент двигателя при ступенчатом понижении напряжения отU₁ доU₂, в расчётах учитывается его знак «+» или «-».

Вычитая (2) из (1) при , получим

Наибольшим значением будет при, т.е. в режиме холостого хода. ВеличинаМ₂должна быть не более. Поэтому:.

Здесь М₂имеет знак «-».

Для данных контрольной работы получим

.

В процентах от номинального напряжения якоря это составит

Переход с М.Х. с большим напряжением на М.Х. с меньшим напряжением должен сопровождаться понижением напряжения якоря скачком не более чем на 20,5 В.

7. Параметры М.Х. двигателя с номинальным магнитным потоком для увеличения скорости в = 1,3 раз.

При номинальном магнитном потоке уравнение скоростной характеристики имеет вид

Для поставленного условия имеем:

Подставив значения получим:

На новой М.Х. при скорость идеального холостого ходаимеет значение:

Для тока получаем

Момент нагрузки на валу двигателя должен быть при не более

.

8. Параметры м.Х. Двигателя, обеспечивающие уменьшение его номинальной скорости в 5 раз при номинальном токе якоря.

Уменьшить номинальную скорость можно тремя способами: уменьшением напряжения якоря, введением добавочного сопротивления R _n в цепь якоря, введением последовательного сопротивленияR _n с одновременным шунтированием якоря резисторомR _ш. Каждому варианту будут соответствовать выражения искусственных М.Х.

По выражениям 6, 7, 8 следует определить U, R _n иК_шпри соответствующихR _n и R _ш, обеспечивающихпри.

1. Расчёт напряжения якоря, обеспечивающего уменьшение номинальной скорости в 5 раз.

Уравнение 6 при :

Получим величину требуемого понижения напряжения:

Это напряжение обеспечивает скорость идеального холостого хода:

.

2. Величина последовательного сопротивления, обеспечивающая при значение.

По выражению 7 получаем:

Определяем R _n:

.

Скорость холостого хода не зависит от R _n, поэтому.

3. Значения R _n и R _ш, обеспечивающиепри.

Решить эту задачу , пользуясь формулой 8, невозможно, т.к. две переменные, связанные через

могут принимать различные соотношения, необходимое из которых не определяются по уравнению 8. Дополнительным условием для решения поставленной задачи послужит требование электромеханики обеспечивать для М.Х. нижнего уровня регулируемой скорости жесткости, дающую отклонения скорости не более чем на 20% при изменении момента нагрузки в таком же пределе от номинального значения. Искусственная М.Х, обеспечивающая выше указанное требование и проходящая через заданные координаты ,нижнего диапазона регулирования скорости 1:5, показана на рисунке 3. Для неё запишем:

Решение уравнений 10 и 11 даёт:

После подстановки в уравнение 12 значений иполучим

По выражению 8 для точки Кна М.Х. (рис.3) получим

Подставляем известные величины

Величину R _ш находим по формуле 9:

Скорость идеального холостого хода , соответствующаябудет равна:

8. Расчёт отклонения скорости на М.Х. с параметрами по пункту 8 на 20% от номинального значения.

Эти расчёты позволяют установить пригодность каждого из 3-х рассмотренных способов регулирования скорости в заданном диапазоне 1 : 5. Если изменение момента на 20% от номинального значения приведёт изменению скорости более чем на 20%, то выбранный способ регулирования применяться не может как не удовлетворяющий установленному в электромеханике требованию.

Для решения необходимо по выражениям 6, 7, 8 найти значения скоростей прии соответствующие отклонения их от.

1. Для М.Х. при пониженном напряжении

2. Для М.Х. с последовательным сопротивлением , найденным в п. 8.2.

3. Для М.Х. с добавочными сопротивлениями ,при.

Расчёты показывают, что из трёх способов параметрического регулирования скорости вниз от естественной М.Х. не может обеспечить заданный диапазон регулирования 1 : 5 реостатное регулирование без шунтирования якоря. Этот способ не обеспечивает требуемой жесткости М.Х. и при изменениях нагрузки на 20% от номинального значения скорости двигателя будет изменяться на 86% вместо допустимых 20%. Наименьшие отклонения скорости наблюдаются на М.Х. с пониженным напряжением 7,6%.