Основные характеристики и режимы работы краново-металлургического тихоходного двигателя постоянного тока с сериесным (последовательным) возбуждением
Работа из раздела: «
Физика и энергетика»
/
Дано:
Д-808-С - краново-металлургический тихоходный двигатель постоянного тока с сериесным (последовательным) возбуждением. Режим работы - S1 (длительный), ПВ = 100%.
|
Номинальная мощность двигателя, Рн
|
37
|
кВт
|
|
|
Номинальное напряжение сети постоянного тока, Uн
|
220
|
B
|
|
|
Номинальная частота вращения вала, nн
|
525
|
Об/мин
|
|
|
Номинальные ток в обмотках якоря, Iя. н
|
200
|
A
|
|
|
Сопротивление обмотки якоря, Rя
|
0,054
|
Ом
|
|
|
Число активных проводников в обмотке якоря, N
|
278
|
шт
|
|
|
Число пар параллельных ветвей якоря, а
|
2
|
шт
|
|
|
Момент инерции якоря, Jя
|
2,0
|
кг·м2
|
|
|
Сопротивление последовательной обмотки возбуждения, Rв
|
0,031
|
Ом
|
|
|
Число витков полюса последовательной обмотки
|
30
|
шт
|
|
|
Магнитный поток полюса, Фп
|
39,6
|
мВб
|
|
|
Задание:
1. Рассчитать и построить естественные электромеханическую щ (Iя) и механическую щ (M) статистические характеристики двигателя.
2. Рассчитать сопротивление пускового реостата и построить соответствующие реостатные характеристики щ (M) при пуске двигателя в три (3) ступени.
Решение:
1. Особенностью двигателя последовательного возбуждения является то, что его обмотка возбуждения включается последовательно с обмоткой якоря, поэтому ток якоря Iя и ток возбуждения Iв равны между собой. Благодаря этому основной магнитный поток зависит от нагрузки двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.
двигатель реостат пуск ток
Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения можно пустить в ход только под нагрузкой, так как при холостом ходе или при малой нагрузке (менее 25% от номинального тока) вследствие малой величины тока и магнитного потока скорость вращения двигателя возрастает до величины, опасной для механической прочности двигателя.
В начальный момент пуска двигателя скорость вращения его вала щ равна нулю, следовательно, и противо-ЭДС Ея, пропорциональная скорости вращения и магнитному потоку Ф, наводимая в проводниках якоря, также равна нулю.
Найдём общую потребляемую двигателем мощность:
Узнаем коэффициент полезного действия двигателя:
Определим номинальную угловую скорость вращения вала:
Вычислим номинальное значение момента:
Рассчитаем номинальное сопротивление двигателя:
Найдём общее сопротивление двигателя:
Узнаем электрическую постоянную:
Найдём конструктивный коэффициент:
В связи с отсутствием уравнений, позволяющих рассчитать и построить механические характеристики двигателя последовательного возбуждения, для их построения пользуются универсальными характеристиками, т.е. характеристики строятся в относительных единицах. Методические указания, приложение №5:
ток, - момент,
частота (угловая скорость) вращения,
Таблица 1. Данные построения универсальной характеристики.
|
i
|
I*
|
М*
|
щ*
|
|
|
1
|
0,2
|
0,1
|
2,82
|
|
|
2
|
0,4
|
0,28
|
1,98
|
|
|
3
|
0,6
|
0,48
|
1,38
|
|
|
4
|
0,8
|
0,72
|
1,12
|
|
|
5
|
1
|
0,98
|
0,98
|
|
|
6
|
1,2
|
1,24
|
0,9
|
|
|
7
|
1,4
|
1,54
|
0,84
|
|
|
8
|
1,6
|
1,84
|
0,78
|
|
|
9
|
1,8
|
2,14
|
0,74
|
|
|
10
|
2
|
2,44
|
0,7
|
|
|
11
|
2,2
|
2,74
|
0,66
|
|
|
12
|
2,4
|
3,04
|
0,62
|
|
|
Таблица 2. Данные для построения рабочих характеристик.
|
i
|
Ii, А
|
Mi, Н•м
|
щi, с-1
|
|
|
1
|
40
|
67,3
|
155,04
|
|
|
2
|
80
|
188,44
|
108,86
|
|
|
3
|
120
|
323,04
|
75,869
|
|
|
4
|
160
|
484,56
|
61,575
|
|
|
5
|
200
|
659,54
|
53,878
|
|
|
6
|
240
|
834,52
|
49,48
|
|
|
7
|
280
|
1036,4
|
46,181
|
|
|
8
|
320
|
1238,3
|
42,883
|
|
|
9
|
360
|
1440,2
|
40,684
|
|
|
10
|
400
|
1642,1
|
38,485
|
|
|
11
|
440
|
1844
|
36,285
|
|
|
12
|
480
|
2045,9
|
34,086
|
|
|
2. Так как сопротивление обмоток двигателя обычно невелико, то пусковой ток достигает большой величины, опасной для целостности коллектора и обмоток двигателя.
Для уменьшения пускового тока в цепь якоря двигателя последовательно к обмотке якоря включается пусковой реостат, сопротивление которого Rп должно быть таким, чтобы ток в якоре при пуске двигателя не превышал (1,1…1,6) ·Iян.
По мере разгона двигателя величина индуцируемой в обмотке якоря противо-ЭДС Ея возрастает, что приводит к уменьшению тока якоря. Поэтому с нарастанием скорости вращения двигателя пусковой реостат постепенно выводится.
Зададим максимальный ток при пуске ДПТ ПВ:
Определим ток переключения при пуске ДПТ ПВ:
Вычислим расстояние h, для построения графика пусковой диаграммы:
Найдём величины сопротивлений для построения графика пуска ДПТ ПВ:
Графоаналитический расчёт пуска ДПТ ПВ.
1. Возьмём общий масштаб по оси (У) для угловой скорости, щ: 1 мм - 0,5 рад/с.
2. Зададим масштаб для построения графика естественной электромеханической характеристики по току, I: 1 мм - 2 А.
3. Найдём длину отрезков: OIн = 100 мм; OI1 = 160 мм; OI2 = 110 мм и т.д. (таб. 3).
4. Выберем масштаб для построения графика пусковой диаграммы для сопротивления: 1 мм - 0,005 Ом.
5. Определим длину отрезков: Oh = 17 мм; OR2 = 200 мм; OR1 = 137,5 мм.
Таблица 3. Данные для построения характеристик на графике.
|
i
|
Ii, А
|
Ii, мм
|
щi, с-1
|
щi, мм
|
|
|
80
|
40
|
108,86
|
217,7
|
|
|
3
|
120
|
60
|
75,869
|
151,7
|
|
|
4
|
160
|
80
|
61,575
|
123,2
|
|
|
5
|
200
|
100
|
53,878
|
107,8
|
|
|
6
|
240
|
120
|
49,48
|
99
|
|
|
7
|
280
|
140
|
46,181
|
92,4
|
|
|
8
|
320
|
160
|
42,883
|
85,8
|
|
|
9
|
360
|
180
|
40,684
|
81,4
|
|
|
10
|
400
|
200
|
38,485
|
77
|
|
|
Сопротивления добавочных резисторов находим из графика пусковой диаграммы:
Рисунок 4. Принципиальная электрическая схема ДПТ ПВ.
Список литературы
1. Ключев В.И. Теория электропривода: учебник для вузов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 2001, - 704 с.
2. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: учебник для вузов - 6-е изд., доп. и перераб. - М.: Энергоиздат, 1981, - 576 с.
3. Москоленко В.В. Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. завед. - М.: издат. центр 'Академия', 2007, - 368 с.
4. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. М. - Л.: Энергия, 1977, - 432 с.
5. Методическая программа, задания и указания на выполнение контрольных работ. Киров, изд. ВятГТУ, 2005.
