ТР_(Der_Teil_Nummer_2_by_Agliche)

ЭЛЕКТРОПРИВОД С ДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА НЕЗАВИСИМОГО
ВОЗБУЖДЕНИЯ ДП-42.
Данные на ДП-42:
Номинальная мощность: Рн.=21 (кВт.)
Частота вращения: nн.=660 (Об/мин.)
Номинальный ток: Iн.=110(А.)
Сумма сопротивлений Rя.+ Rд.п.=0,1155 (Ом.)
Номинальный ток возбуждения: Iн.в.=2,4 (А.)
1. Рассчитать и построить естественные электромеханическую ω(I) и механическую
ω(M) характеристики двигателя.
kФ=Е/ω=(Uн.-Iн.(Rя.+ Rд.п.))/ω=3 (Вб.)
ω=2πn/60=69,08 (рад./с.)
Построение электромеханической характеристики - ω(I)
ω(I)=(Uн. - I(Rя.+ Rд.п.))/ kФ
ω=0, I=1904,76 (A.)
I=0, ω=73,33 (рад./c.)
Построение механической характеристики - ω(M)
ω(M)=Uн./kФ - M( Rя.+ Rд.п.)/(kФ)
ω=0, M=5714,29 (Н/м)
M=0, ω=73,33 (рад./c.)
2. Механическая характеристика должна пройти через точку с координатами
ωи.= 0,2ωн., Mи.= Mн. Предложить простейший, с точки зрения реализации, способ
и схему включения двигателя для получения такой характеристики. Рассчитать и
построить искусственные характеристики ω(I) и ω(M). Определить потери
мощности в двигателе и рассчитать его КПД в заданной точке.
Из формулы: ω(M)=Uн./kФ – Mн.R/(kФ) находим R=( Uн./ kФ – 0,2ωн.) (kФ)/ Mн
=1,6232 (Ом.)
Для получения заданной характеристики, можно применить способ, называемый «реостатным регулированием». Реостатное регулирование самый простой и самый
неблагоприятный способ регулирования скорости и (или) момента. В якорной цепи
последовательно, если питание осуществляется от источника напряжения, включается
дополнительный резистор (резисторы).
Схема реостатного регулирования двигателя независимого возбуждения:
Построение электромеханической характеристики - ω(I)
ω(I)=(Uн. - I R)/ kФ
ω=0, I=135.53 (A.)
I=0, ω=73,33 (рад./c.)
Построение механической характеристики - ω(M)
ω(M)=Uн./kФ - M R /(kФ)
ω=0, M=406 (Н/м)
M=0, ω=73,33 (рад./c.)
Потери мощности в двигателе (В заданной точке): P’=IR=19640,72 (Вт.)
R(В заданной точке)=1,6232 (Ом.)
I(В заданной точке)= (Uн. - kФωи.)/R=110 (А.)
КПД при работе двигателя в заданной точке: = (P’/Pн.)100%=93,53%
3. Требуется получить повышенную скорость двигателя ωи.=1,2ωн. при моменте
Ми.=Мн. Предложить способ воздействия на двигатель, позволяющий получить
такую скорость, и соответствующую схему реализации. Рассчитать и построить
искусственные характеристики ω(I) и ω(M).
Из формулы: ω(M)=Uн./kФ – Mн.R/(kФ) находим kФ:
1,2 ωн.(kФ)- Uн.(kФ)+Мн.Rн.=0
kФ=2,47 (Вб.)
Воздействовать на двигатель, в целях получения необходимой скорости, можно путём
изменения kФ. На который, в свою очередь, можно воздействовать посредством тока в
обмотке возбуждения. (kФ и Iв. изменяются друг относительно друга прямо
пропорционально). Т.е. якорная цепь двигателя без каких-либо добавочных резисторов
подключена к источнику некоторого напряжения, а цепь возбуждения питается от
усилителя-возбудителя или же от того же источника через добавочный резистор.
Схема электропривода с регулированием скорости изменением магнитного потока:
Построение электромеханической характеристики - ω(I)
ω(I)=(Uн. - I R)/ kФ
ω=0, I=1904.77 (A.)
I=0, ω=73,33 (рад./c.)
Построение механической характеристики - ω(M)
ω(M)=Uн./kФ - M R /(kФ)
ω=0, M=4704.76 (Н/м)
M=0, ω=73,33 (рад./c.)
4. Якорь двигателя питается от полупроводникового преобразователя (управляемого
выпрямителя). Изобразить схему включения и выбрать по каталогу
преобразователь. Рассчитать ЭДС преобразователя, при которой механическая
характеристика пройдёт через точку с координатами ωи.=0,2ωн., Ми.=Мн.
Рассчитать и построить искусственные характеристики ω(I) и ω(M).
Из формулы: ω(M)=E/kФ – Mн.(R+Rпреобр..)/(kФ) находим E:
E=0,2 ωн. (kФ)+ (Mн.2Rн.)/ (kФ)
E=66.858 (В.)
Так как сопротивление преобразователя не дано, то предполагаю, что оно равно
сопротивлению Rн.
Выбираю преобразователь: ТЕ4-160/230 Н-1-2УХЛ4
Номинальная мощность – 36,8 (кВт.)
Номинальное напряжение – 230 (В.)
Номинальный ток – 160 (А.)
Схема включения двигателя. (Якорь двигателя питается от полупроводникового
преобразователя (управляемого выпрямителя))
Построение электромеханической характеристики - ω(I)
ω(I)=( E - I 2R)/ kФ
ω=0, I=289.43 (A.)
I=0, ω=22,286 (рад./c.)
Построение механической характеристики - ω(M)
ω(M)= E /kФ - M 2R /(kФ)
ω=0, M=868.29 (Н/м)
M=0, ω=22,286 (рад./c.)
5. Для пункта 3. определить допустимую нагрузку двигателя при работе на
соответствующей искусственной характеристике.
Pдоп.= kФIн.=0,285 (ВбА)
kФ=2,47 (Вб.)
Iн.=0,1155 (А.)
6. Рассчитать величину сопротивления резистора, включение которого ограничит
ток в якоря до уровня 1,5Iн. при переводе двигателя в режим торможения
противовключением с номинальной скоростью. Рассчитать и построить
характеристики двигателя ω(I) и ω(M), соответствующие включению этого
резистора в цепь якоря двигателя.
Из формулы: ω(I)=(E - I R)/ kФ находим R:
R=(ωн.(kФ)н. – (-Uн.))/-1,5Iн=-2,6 (Ом.)
Берём, при расчётах, сопротивление по модулю.
Построение электромеханической характеристики - ω(I)
ω(I)=( E - I R)/ kФ
ω=0, I=-84,6 (A.)
I=0, ω=-73,333 (рад./c.)
Построение механической характеристики - ω(M)
ω(M)= E /kФ - M R /(kФ)
ω=0, M=-253,85 (Н/м)
M=0, ω=-73,333 (рад./c.)
МЭИ (ТУ)
Кафедра автоматизированного электропривода
Типовой расчёт
(Часть №2)
Студент: Агличев Д.И.
Преподаватель: Благодаров Д.А.
Группа: ЭЛ-12-06
Москва 2009