Расчет электропривода
Исходные данные
Uн=220 В - номинальное
напряжение
р=4 - двигатель четырехполюсный
Тип Д-810
Рн=55 кВт - номинальная
мощность
nн=550 об/мин -
номинальная частота вращения
Iн=282 А - номинальный ток
якоря
rя+rдп=0,0356 Ом - сопротивление якорной обмотки и добавочных полюсов
N=234 - число активных проводников якоря
a=2 - число параллельных ветвей якоря
Фн=47,5 мВб - номинальный
магнитный поток полюса
Решение
1. Рассчитать и построить
естественные электромеханическую и механическую характеристики.
= pN/2a=2*234/2=234 - конструктивный
коэффициент двигателя
kФн=Е/ω=(Uн.-Iн.×(Rя.+ Rд.п.))/ω=3,65 (Вб.)
ωн=2×π×nн/60=57,57 (рад./с.)
Построение электромеханической
характеристики - ω(I)
ω(I)=(Uн. - I×(Rя.+ Rд.п.))/ kФн
ω=0, I=6179,78 (A.)
I=0, ω=60,27 (рад./c.)
Построение механической
характеристики - ω(M)
ω(M)=Uн - M×(Rя.+ Rд.п.)/(kФн)
ω=0, M=22 (кН/м)
M=0, ω=60,27 (рад./c.)
2. Определить
величину добавочного сопротивления, которое необходимо ввести в цепь якоря для
снижения скорости до ω=0,4ωн при номинальном
токе якоря двигателя I=Iн. Построить
электромеханическую характеристику, на которой будет работать двигатель с
пониженной скоростью
Схема реостатного регулирования
двигателя независимого возбуждения:
ω=0,4ωн=23,03 (рад/с)
ω=(Uн. - Iн×(Rя.+ Rд.п.+Rд))/ kФн
kФн* ω= Uн. - Iн×(Rя.+ Rд.п.+Rд)
Iн×(Rя.+ Rд.п.+Rд)= Uн - kФн* ω
Rд=(Uн - kФн*ω)/ Iн - (Rя.+Rд.п)=(220-84,06)/282-0,0356=0,4465 (Ом) - добавочное сопротивление
Построение электромеханической
характеристики - ω(I)
ω(I)=(Uн. - I×(Rя.+ Rд.п.+Rд))/ kФн
ω=0, I=456,43 (A)
I=0, ω=60,27 (рад./c.)
двигатель якорь
тормозной электромеханический
3. Определить
добавочное тормозное сопротивление, ограничивающее ток якоря двукратным
значением от номинального I=2Iн при переходе из номинального режима в генераторный:
а) торможение противовключением
Из формулы: ω(I)=(Е - I× R)/ kФн находим Rобщ:
Rобщ=(ωн.×(kФ)н. - (-Uн.))/-2×Iн=(57,57*3,65+220)/(2*282)=0,7626
(Ом.)
Rд=Rобщ - (Rя.+ Rд.п)=0.727 (Ом)
Берём, при расчётах, сопротивление
по модулю.
Построение электромеханической
характеристики - ω(I)
ω(I)=(E - I× R)/ kФн
ω=0, I=-288,5 (A.)=0, ω=-60,27 (рад./c.)
Построение механической
характеристики - ω(M)
ω(M)= E - M*R /(kФ)
ω=0, M=-1,05 (кН/м)
M=0, ω=-60,27 (рад./c.)
б) динамическое торможение
Так как при динамическом торможении
якорные цепи машины отключены от сети, то в выражении следует приравнять нулю
напряжение Uн, тогда уравнение примет вид:
М = - Iн Ф=-13,4 Н/м
ω=М*Rобщ/(kФн)2
Rобщ= ωн*(kФн)2/М=57,57*3,652/13,4=57,24
(Ом)
Rд=Rобщ - (Rя.+ Rд.п)=57.2 (Ом)
Построение электромеханической
характеристики - ω(I)
ω(I)=(E - I× R)/ kФн
Построение механической
характеристики - ω(M)
ω(M)= E - M*R /(kФн)
ω=0, M=-14,03 (кН/м)
M=0, ω=60,27 (рад./c.)
4. Рассчитать и
построить электромеханическую и механическую характеристики при ослабленном
потоке Ф=0,8Фн
Ф=0,8Фн=0,8*47,5=38 (мВб)
kФ=2,92 (Вб.)
Построение электромеханической
характеристики - ω(I)
ω(I)=(Uн. - I×(Rя.+ Rд.п.))/ kФ
ω=0, I=6179,78 (A.)
I=0, ω=75,34 (рад./c.)
Построение механической
характеристики - ω(M)
ω(M)=Uн - M×(Rя.+ Rд.п.)/kФ
ω=0, M=18 (кН/м)
M=0, ω=75,34 (рад./c.)
5. Рассчитать и
построить электромеханическую и механическую характеристики при пониженном
напряжении U=0,3Uн
U=0,3Uн=66 (B)
Построение электромеханической
характеристики - ω(I)
ω(I)=(U. - I×(Rя.+ Rд.п.))/ kФн
ω=0, I=1853,93 (A.)
I=0, ω=18,08 (рад./c.)
Построение механической
характеристики - ω(M)
ω(M)=U - M×(Rя.+ Rд.п.)/(kФн)
ω=0, M=6.77 (кН/м)
M=0, ω=18,08 (рад./c.)
6. Определить
скорость двигателя при рекуперативном спуске груза, если момент двигателя
составляет М=1,5Мн
М=1,5Мн=1,5*13,4=20,1 (Н/м)
ω(M)=Uн - M×(Rя.+ Rд.п.)/(kФн)=60 (рад/с)
n=60*ω/(2*π)=574 (об/мин)
7. Рассчитать
пусковую диаграмму и пусковые сопротивления для пуска двигателя в четыре
ступени аналитическим методом. Пуск форсированный, построить пусковую
диаграмму.
Схема включения пусковых резисторов
Значения токов переключения I1 и I2 выбираем, исходя из
требований технологии к электроприводу и коммутационной способности двигателя.
I1=2,4* Iн
I2=1,2*Iн
λ=
I1/I2=R1/(Rя+Rдп)=2 - отношение токов переключения
R1= λ*(Rя+Rдп)=0,0712 (Ом)
r1= R1 - (Rя+Rдп)=0.0356 (Ом)
R2= R1* λ=0,1424 (Ом)
r2= R2 - R1=0.1068 (Ом)
R3= R2* λ=0,2848 (Ом)
r3= R3 - R2=0,178 (Ом)
Построение пусковой диаграммы
ω(I)=(Uн. - I×(Rя.+ Rд.п.))/ kФн
ω0=0, I1(R3)=772,47
(A)
ω1(I1)=(Uн. - I1×R2)/ kФн=30,14 (рад/с)
ω2(I1)=(Uн. - I1×R1)/ kФн=45,21 (рад/с)
ω3(I1)=(Uн. - I1×(Rя+Rдп))/ kФн=52,72 (рад/с)=0, ω=60,27 (рад./c.)