Характеристика електродвигуна

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 Rзб
, число полюсів 2p, число паралельних гілок 2а

і число провідників N обмотки якоря.

Опори обмоток приведені при температурі 20°C.

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
,
якщострум

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 0.2Rзб.

До пункту 1.
Для визначення струму Iн , споживаного двигуном з мережі, спочатку знаходимо потужність, споживану двигуном з мережі при номінальному навантаженні:

P1
H
== 4.183

Тоді:

Iн==

Струм у колі якоря при номінально

Iан=Iн – Iзб
=0.038-1.6=-1,52

Де: Iзб
- струм збудження обмотки паралельного збудження,

Iзб
===1,6 А

Тут:Rзб75° - опір обмотки збудження в нагрітому стані при 75°С.

До пункту 2.
Потужність Pн
(кВт
) і момент М2н
(Н .
м) на валу і частота обертання вала nн
(об/хв.) зв’язані між собою співвідношенням:

М2н
=9550×=9550×40.747

Електромагнітних момент:

М = См
× Фб
×Iан
=158×1.08×-1,52=-259,37

Де: См
– постійна машина, См
===

Фб
- магнітний поток.

Для визначення магнітного потоку Фб
необхідно скористатися основним рівнянням рівноваги ЕРС двигуна постійного струму:

U=Ea
-Ia
×Ra
=6723-0.306× (-2) =6722.388

Відкіля, знаючи ЕРС Ea
, можна визначити магнітний потік Фб
:

Ea
=Ce
× Фб
×n=8.3×1,08×750=6723

Де: Ce
- постійна машини, Ce
===8.3

До пункту 3.

Максимальний припустимий по струму якоря пусковий обертальний момент:

Mn
=Cм
× Фб
×Ian
=158×1,08×-3.16=539,2

У момент пуску якір двигуна нерухомий, тому струм якоря:

Ian
=2Iан
=-3.16

Rn
=31.7

До пункту 4.

Для двигуна з паралельним збудженням, у якого магнітний потік Фб =const, рівняння природної механічної характеристики:

n1
==12.3 об/хв..

n2
=M=-(-259,37)=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=M=-(-259,37)=17.7

Її будуємо по двом точкам: ідеального холостого ходу і пуск двигуна.

До пункту 6.

Струм збудження зменшиться до значення

I/
зб
====1.602 А

За значенням току збудження й з використанням приведеної залежністю магнітного потоку Фб
від струму збудження Iзб.
Знаходимо Фб
.

= 1.49

Тоді Ф/
б
=фб
-1.07=1.08 – 1.07=0.01.