Основные характеристики и режимы работы краново-металлургического тихоходного двигателя постоянного тока с сериесным (последовательным) возбуждением

Дано:

Д-808-С — краново-металлургический тихоходный двигатель постоянного тока с сериесным (последовательным) возбуждением. Режим работы — S1 (длительный), ПВ = 100%.

Задание:

1. Рассчитать и построить естественные электромеханическую щ (I_я) 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 I_я и ток возбуждения I_в 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 Е_я, 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.

Таблица 2. Данные для построения рабочих характеристик.

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 R_п должно быть таким, чтобы ток в якоре при пуске двигателя не превышал (1,1…1,6) · I_ян.

По мере разгона двигателя величина индуцируемой в обмотке якоря противо-ЭДС Е_я 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: OI_н = 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.

Сопротивления добавочных резисторов находим из графика пусковой диаграммы:

Рисунок 4. Принципиальная электрическая схема ДПТ ПВ.

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.