Теория электропривода 1 часть

41

момент опору МСА і швидкість гальмування ωр.

Визначити додатковий опір R2дn у колі ротора, якщо двигун у режимі гальмування протиувімкненням при тому ж статичному моменті опору МСА має швидкість гальмування ωn.

Для названих режимів побудувати механічні характеристики, дати необхідні пояснення

Короткі методичні вказівки.

Код електродвигуна вибрати з таблиці 3.10, а його номінальні дані й необхідні параметри – з таблиці А.2 додатка А.

Таблиця 3.10 – До вибору коду двигуна

Розрахунок природної механічної характеристики здійснити за спрощеною формулою Клосса

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

42

ωо – синхронна кутова швидкість поля статора, с-1.

При розрахунку природної механічної характеристики слід керуватися таким:

-для спрощення розрахунків ділянку механічної характеристики

вінтервалі робочої її частини (від синхронної швидкості до майже

критичної ωкр) вважати прямолінійною і тому кількість поточних значень ковзання Sі для цієї ділянки вибрати мінімальною;

-загальну кількість поточних значень ковзання Sі слід вибирати десь в межах 8-10 значень, при цьому бажано посеред цих значень мати значення ковзання

0, Sном, Sкр, 1,

тобто значення для характерних точок кривої; - взаємозв'язок між ковзанням і кутовою швидкістю визначаєть-

ся співвідношенням

ωі = ωо (1− sі );

- результати розрахунків краще подавати у табличній формі, зразок такої форми наведений у таблиці 3.11.

Таблиця 3.11 – Зразок табличної форми для розрахунку природної механічної характеристики.

За даними таблиці 3.11 побудувати природну механічну характеристику ω = f (М).

Ковзання і швидкість двигуна при статичному моменті опору Мса у двигуневому режимі роботи двигуна відповідно будуть

sА = sном MСА , в.о.; Mном

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

43

wА = wо (1- sА ), с-1.

Активний опір обмотки ротора (на фазу) буде

де m=3 – число фаз обмотки ротора. Ковзання для заданих швидкостей ωВ1 і ωВ2 :

Ковзання на природній механічній характеристиці для статичного момента МСВ

sпр = sном MСВ , в.о. Mном

Із співвідношень

можна визначити величину додаткових опорів, увімкнених послідовно у кожну фазу обмотки ротора, необхідних для одержання швидкостей ωВ1 і ωВ2 відповідно:

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

44

Для заданих швидкостей гальмівних режимів двигуна (рекуперативного ωр й протиувімкненням ωп) і статичного момента опору МСА на цих швидкостях ковзання визначається:

а) рекуперативного гальмування

б) гальмування протиувімкнення

sn = ωо -ωn , в.о.

ωо

Звернути увагу на знак ковзання при рекуперативному гальмуванні, дати пояснення.

Нарешті, для реалізації вище розрахованих гальмівних режимів двигуна із заданими параметрами, необхідна величина додаткових опорів у кожній фазі кола обмотки ротора повинна бути:

а) рекуперативного гальмування

б) гальмування протиувімкненням

R2дп = R2 ssп , Ом.

A

Орієнтовний вигляд побудованих механічних характеристик поданий на рисункуВ.6 додатка В.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

45

Дати необхідні пояснення процесам та режимам роботи електропривода, що мають місце.

3.3.6 Задачі з 3.3.39 до 3.3.50

Пуск і гальмування двигуна постійного струму незалежного збудження.

Графічним шляхом визначити кількість ступенів і опір кожного ступеня пускового реостата, якщо у процесі пуску величина момента коливається від М1=2,5Мном до М2=1,5Мном.

Розрахувати величину гальмівного опору Rдг при електродинамічному гальмуванні, якщо двигун перевести у режим гальмування з початковою швидкістю ωп = ωном при статичному моменті опору Мс=0,8Мном на валу і початковому гальмівному моменті Мп=2,2Мном.

Побудувати механічні характеристики при ступінчастому пуску двигуна та для режиму електродинамічного гальмування. Дати необхідні пояснення.

Короткі методичні вказівки.

Код електродвигуна вибрати з таблиці 3.12, а його номінальні дані та необхідні параметри – з таблиці А.1 додатка А.

Таблиця 3.12 – До вибору коду двигуна

Для спрощення розрахунків знехтувати моментом втрат обертання, тобто вважати, що момент на валу двигуна дорівнює електро-

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

46

магнітному момента.

Використовуючи номінальні дані електродвигуна і умови задачі легко порахувати:

- номінальний момент двигуна

M ном = (Pном /ωном ) ×103 , H∙м;

- максимальний пусковий момент двигуна

M1 = 2,5М ном , H∙м;

- момент перемикань

M 2 = 1,5М ном , H∙м;

- швидкість ідеального неробочого ходу

-початкову швидкість двигуна при переводі його у режим електродинамічного гальмування

ωп = ωном , с-1;

-статичний момент опору при переводі двигуна у режим електродинамічного гальмування

M с = 0,8Мном , H∙м;

- початковий гальмівний момент

M n = 2,2М ном , H∙м.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

47

Оскільки для електродвигунів постійного струму незалежного збудження статичні характеристики можна вважати прямолінійними, то за координатами двох точок, наприклад, ідеального неробочого ходу і точки номінального режиму, легко побудувати природну механічну характеристику. Виходячи з цієї характеристики і використовуючи значення пускових моментів М1 і М2, побудувати пускову діаграму. При цьому слід розпочинати побудову з реостатної характеристики, що проходить через точку з координатами ω = 0; М = М1.

З одержаної низки реостатних характеристик графічним шляхом визначити кількість ступенів пускового реостата і величину опору його на кожному ступені. Для визначення масштабу опору mR слід знайти величину опору якірного кола двигуна при повністю уведеному пусковому реостаті

Цьому опорові при певних умовах відповідає ордината ад пускової характеристики (рисунок В.7 додатка В), тоді масштаб опору буде

mR = RадΣ , Оммм .

Примітка. При графічному визначенні кількості ступенів пускового реостата і опорів кожного його ступеня, може статись, що з метою підвищення точності побудови, максимальний пусковий момент, або момент перемикання ступенів слід змінювати у бік зменшення до 15-20%. При цьому не слід забувати, що будуть змінюватись і значення відповідних струмів якоря при пуску. Максимальний струм якоря при пуску буде:

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

48

де М’1 – зменшений за рахунок побудови максимальний пусковий момент двигуна.

Реостатні характеристики відтинають на згаданій ординаті пускової характеристики відрізки пропорційні опорам відповідних ступенів пускового реостата, тоді опір кожного ступеня визначиться, наприклад, для триступінчастого пускового реостата, рисунок В.7 додатка В, як добуток довжини відповідного відрізка ординати на масштаб опору:

RI = mR ×гд , Ом;

RII = mR ×вг , Ом;

RIII = mR ×бв , Ом;

RIV = mR ×аб , Ом.

Подальший розрахунок слід проводити в аналітичному вигляді. Повний опір якірного кола Rд двигуна у режимі електродинаміч-

ного гальмування визначається шляхом розв'язання рівняння механічної характеристики цього режиму відносно Rд:

ωп = - М п × Rд , с-1; c2 ×F2

де ωn, Мn – початкові параметри гальмування (задані в умовах задачі);

c × F = Uном - Iяном × Rя - постійна двигуна, В∙с.

ωном

Тоді величина гальмівного опору Rдг при динамічному гальмуванні буде

Rдг = Rд - Rя , Ом.

Усталена швидкість динамічного гальмування при статичному

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

49

моменті опору Мс буде

ωдс = Мс × Rд , с-1.

с2 ×F2

Орієнтовний вигляд пускової діаграми для триступінчастого пускового реостата й механічної характеристики динамічного гальмування двигуна наведені на рисунку В.7 додатка В.

Дати необхідні пояснення процесам та режимам роботи, що мають місце.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

50

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1Бондаренко, В.І. Основи електропривода [Текст]: навч. посібник [для студ. вищ. навч. заклад.] / В.І.Бондаренко, Ю.О.Крисан. – За-

поріжжя, 2013.-402 с.

2Бондаренко, В.І. Основи електричного привода [Текст]: навч. посібник [для студ. вищ. навч. заклад.] / В.І.Бондаренко. – Запоріжжя, 2003.-314 с.

3Чиликин М.Г. Общий курс електропривода [Текст]: учебн. [для студ. высш. учебн. завед.] / М.Г.Чиликин, А.С. Сандлер. – М.: Энергоиздат, 1981. – 576 с.

4Москаленко, В.В. Автоматизированный электропривод [Текст]: учебн. [для студ. высш. учебн. завед.] / В.В. Москаленко. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 416 с.

5Ключев, В.И. Теория электропривода [Текст]: учебн. [для студ. высш. учебн. завед.] / В.И.Ключев. - М.: Энергоатомиздат, 1985. – 560 с.

6Чиликин М.Г. Общий курс электропривода [Текст]: учебн. [для студ. высш. учебн. завед.] / М.Г. Чиликин. – М.: Энергия, 1971. – 432 с.

7Арменский, Е.В. Автоматизированный электропривод [Текст]: учебн. [для студ. высш. учебн. завед.] / Е.В. Арменский, П.А. Прокофьев, Г.Б. Фалк. – М.: Высшая школа, 1987. – 144 с.

8Лотоцький, К.В. Електричні машини і основи електропривода [Текст]: підручник [для студ. вищ. навч. заклад.] / К.В. Лотоцький – К.: Вища школа, 1970. – 476 с.

9Красніков, В.Н. Електромеханіка промислових комплексів [Текст]: навч. посібник [для студ. вищ. навч. заклад.] / В.Н. Красніков.

–К.: НМК ВО, 1991. – 274 с.

10Справочник по автоматизированному електроприводу [Текст]: под редакцией В.А. Елисеева и А.В. Шинявского. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 616 с.

11Башарин, А.В. Примеры расчетов автоматизированного электропривода [Текст]: учебн. пособ. [для студ. высш. учебн. завед.] / А.В. Башарин, Ф.Н. Голубев, В.Г. Кепперман. – Л.: Энергия, 1972. –

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com