Практична робота №4
Тема: Розрахунок пускових резисторів двигуна постійного струму
Мета роботи: Рорахувати опір пускового реостату, якщо двигун постійного струму паралельного збудження запускається за допомогою триступінчатого пускового реостату при навантаженні Мс = Мн і щоб найбільше значення струму не перевищувало двократоного номінального струму Imax=2*Iн. Розрахунок виконати за двома способами: графічним і аналітичним. Для цього використати номінальні дані двигуна.
Дано:
Двигун типу Д41
Номінальна потужність Pн = 16 кВт
Номінальна напруга Uн = 220 В
Струм якоря Iн = 86 А
Кількість обертів nн = 670 об/хв
Опір якоря Rа = 0,11 Ом
Розв’язання:
Графічний метод.
Будуємо натуральну механічну хар-ку по таким двом точкам:
n = n0 ; I = 0 (холостий хід)
n = nн ; I = Iн (номінальний режим)
де
;Вибираємо max i min пускові струми:
Максимальний пусковий струм (Imax) визначається умовами комутації і нагрівом електродвигуна, що приймається: Imax = (1.8/2.5)Iн
В нашому випадку приймаємо Imax = 2*Iн = 2*86 = 172 А
Мінімальний пусковий струм (Imin) повинен бути більшим на 10-25% того струму, що відповідає статичному моменту навантаження на валу двигуна:
Imin = (1.1/1.25)Ic
або при Мс = const то окремі ділянки пускових резисторів підбирають так, щоб при переході із одного ступеня на інший значення Imax i Imin залишалися однаковими для всіх ступенів, тоді (Imin) можна розрахувати за формулою:
Imin = Imax
,де m = 3(число ступенів);
Ra + Rn – повний пусковий опір;
– знаходиться методом підбору.так як
Тоді
Будуємо першу механічну пускову хар-ку, це буде пряма СЕ, по точкам:
n = n0; I = 0
n = 0; I = Imax
Із пускової хар-ки бачимо, що продовж деякого часу двигун буде під’єднано до мережі при повністю введеному опорі в коло якоря, тоді струм
буде зменшуватись, так як ЕРС буде зростати по мірі зростання кількості обертів n, але струм I обмежений мінімальним значенням в точці (G) характеристики СЕ.Таким чином від’єднується перша ступінь пускового реостату R1, що відповідає швидкості n1.
Виведення першої секції пускового реостату призведе до зростання струму. Так як ЕРС стала, а опір Ra зменшиться. І залежність між струмом і швидкістю буде визначати інша механічна хар-ка, це пряма (НЕ).
Третю пускову хар-ку знаходимо аналогічно, це буде пряма (КЕ).
Горизонтальний відрізок SF точку F природної хар-ки, на яку двигун виходить після виведення останньої ступені пускового реостату і подальша робота двигуна іде по природній характеристиці.
Якщо точка F буде лежати правіше або лівіше прямої CD то побудову графіка потрібно виконати повторно, змінюючи Imax або Imin.
З діаграми ми бачимо, що Ra + Rn визначається відрізком CD=69,4≈69мм
Визначаємо масштаб для опорів:
, або 
Величина опорів окремих ступенів пускового реостату визначається відрізками на діаграмі: CH=R1; HK=R2; KF=R3
n, об/хв
900
D
b
B
Е
800
n0
n
F
t
S
nн
700
K
m
M
600
5000
H
g
G
400
300
200
a
Imin
C
100
Iн
Imax
80
180
160
140
120
100
60
40
20
0
Imax, A
Рис. 4 – Хар-ки пускових резисторів двигуна постійного струму
Також якщо прийняти I=Iн то можна провести вертикальну пряму через точку Iн, що будет пересікати хар-ки в точкахщо визначають ступені пускового реостату.
Тоді: Rн=ab=69,4мм; R1=gm=20,4мм; R2=mt=8,7мм; R3=tn=3,9мм
;Відомо, що відношення відрізків, які будуть при побудові перетинати механічні хар-ки однакові по всіх вертикалях в тому числі і на вертикалі Iн.
Таким чином опори можна знайти з відношень:
Аналітичний метод розрахунку.
Знаходимо кратність пускових струмів:
Тоді опори ступенів пускового реостату обчислюєтьсяза формулою:
Висновки: результат разрахунку співпав з графічним методом розрахунку, різниця в значеннях опорів окремих ступенів пов’язано з неточністю побудови графіків.