Задача №6. Розрахунок характеристик двигуна постійного струму Електродвигун постійного струму загального застосування з паралельним збудженням серії
2 має наступні характеристики: номінальна потужність Pн, номінальна частота обертання nн, номінальна напруга Uн, номінальний ККД ηн , опір кола якоря, включаючи опір додаткових полюсів щіток і колектора, Rа , опір обмотки збудження R
зб, число полюсів 2p, число паралельних гілок 2
а і число провідників N обмотки якоря.
Опори обмоток приведені при температурі 20°C.
варіант | Pн | Uн | nн | ηн | Rа | Rв | 2p | 2а | N |
9 | 3.2 | 110 | 750 | 0.765 | 0.306 | 57.2 | 4 | 2 | 496 |
По прийнятим даним машини потрібно: 1. Накреслити схему вмикання в мережу двигуна постійного струму. Пояснити конструкцію і принцип дії ДПС. Які особливості пуску ДПС?
2. Визначити струм Iн , споживаний двигуном з
мережі, і струм Iан у колі якоря при номінальному навантаженні.
3. Визначити номінальні моменти: електромагнітний
М і обертальний на валу двигуна
М2н. 4. Визначити значення пускового моменту двигуна
Mn , якщо
струм
Iаn=2 Iан, за умови сталості магнітного потоку і
відповідне значення опору пускового реостата.
5. Розрахувати і побудувати
природну механічну характеристику двигуна постійного струму в межах перевантажувальної здатності двигуна по струму.
6. Розрахувати і побудувати штучну механічну характеристику двигуна цілком введеному у коло якоря пускового реостата.
7. Визначити частоту обертання якоря при моменті опору, рівному номінальному, і при введенні у коло збудження додаткового опору, рівного 0.2 Rзб.
До пункту 1. Для визначення струму Iн , споживаного двигуном з мережі, спочатку знаходимо потужність, споживану двигуном з мережі при номінальному навантаженні:
P
1H=
Pнη =
3,20,765= 4.183
Тоді:
Iн=
P1HUн =
4.183110=0.038 Струм у колі якоря при номінальному навантаженні:
Iан= Iн – I
зб=0.038-1.6=-1,52
Де: I
зб - струм збудження обмотки паралельного збудження,
I
зб=
UнRзб75° =
11069.5 =1,6 А
Тут: Rзб75° - опір обмотки збудження в нагрітому стані при 75°С.
До пункту 2. Потужність P
н (
кВт) і момент М
2н (Н
.м) на валу і частота обертання вала n
н (об/хв.) зв’язані між собою співвідношенням:
М
2н =9550×
Pн nн =9550×
3.2750= 40.747
Електромагнітних момент:
М = С
м × Ф
б × I
ан=158×1.08×-1,52=-259,37
Де: С
м – постійна машина, С
м=
p×N2×π×α =
496×22×3.14×1 =
9926.28=158 Ф
б- магнітний поток.
Для визначення магнітного потоку Ф
б необхідно скористатися основним рівнянням рівноваги ЕРС двигуна постійного струму:
U=E
a-I
a ×R
a=6723-0.306× (-2) =6722.388
Відкіля, знаючи ЕРС E
a, можна визначити магнітний потік Ф
б:
E
a=C
e × Ф
б ×n=8.3×1,08×750=6723
Де: C
e - постійна машини, C
e=
p×N60×a =
2×49660×2 =8.3
До пункту 3. Максимальний припустимий по струму якоря пусковий обертальний момент:
M
n=C
м× Ф
б×I
an=158×1,08×-3.16=539,2
У момент пуску якір двигуна нерухомий, тому струм якоря:
I
an=2I
ан=-3.16
R
n=31.7
До пункту 4. Для двигуна з паралельним збудженням, у якого магнітний потік Фб =const, рівняння природної механічної характеристики:
n
1=
UнCe×Фб =12.3 об/хв..
n
2=
UнCe×Фб- M
RaCe ×Cм×Ф2б =
1108.3×1,08 -(-259,37)
0.3068.3×1,1664×158 =12.32 об/хв..
а графік цієї характеристики – пряма лінія, яку будуємо по двох точкам:
ідеальний холостий хід і номінальний режим роботи.
До пункту 5. Рівняння штучної механічної характеристики:
n=
UнCe×Фб- M
Ra+RnCe ×Cм×Ф2б =
1108.3×1,08 -(-259,37)
0.306+31.78.3×1,1664×158 =17.7
Її будуємо по двом точкам:
ідеального холостого ходу і пуск двигуна.
До пункту 6. Струм збудження зменшиться до значення
I
/зб=
UнRзб+2×Rзб =
Uн1.2×Rзб =
1101.2×57.2 =1.602 А
За значенням току збудження й з використанням приведеної залежністю магнітного потоку Ф
б від струму збудження I
зб. Знаходимо Ф
б.
I/збIзб = 1.49
Тоді Ф
/б=ф
б-1.07=1.08 – 1.07=0.01.