Элект.машины_УП
.pdf
201
202
Заключение
Расчет электропривода постоянного тока по методике данной контрольной работы показывает, что большинство соотношений и построений довольно просты. При известном навыке и понимании допущений и сути процессов, происходящих в двигателе постоянного тока, эта методика может использоваться в инженерной практике для оценочного, «в уме», анализа режимов и граничных условий работы электропривода, без сложных расчетов и выкладок, что составляет важную компоненту инженерного мышления. Конечно, это не отменяет умения при необходимости оперировать более строгими и полными моделями, с привлечением дифференциального исчисления и интегральных преобразований, но в практике эксплуатации такая необходимость возникает редко.
В данной работе нет таких развернутых объяснений и выводов, как в методическом пособии, поскольку она практически целиком (за исключением построения циклограмм) повторяет расчет, приведенный в пособии и что-либо новое сказать трудно. В программе Mathcad сначала был повторен расчет примера, а затем подставлены данные своего варианта с некоторой корректировкой расчета. Некоторое замешательство вызвал расчет потерь мощности и КПД, где для потерь мощности в примере выполнения КР используется МС=МН, а для для КПД — МС=МНВ, до тех пор, пока я не понял, что в расчетах неявно присутствует условие 1Я=1Н для всех режимов. Кроме того, в примере для расчета длительности динамического торможения почему-то используется постоянная времени естественной характеристики двигателя (стр. 86), что на мой взгляд является ошибкой, на самом деле
|
|
|
|
−M |
* − Mc* |
|
|
|
−λ |
|
− |
1 |
|
|
|
−3.4 |
|
t |
|
= T |
ln |
|
дтнач |
|
= T ln |
|
|
I |
|
|
|
≈ 0.37 ln |
|
|
≈ 0.44 c. |
дт |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
мдт |
|
Mдткон* − Mc* |
|
мдт |
0 − 1 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−1 |
|
|||||
Конечно качественная картина циклограммы не меняется, но можно сделать вывод, что для быстрой остановки двигателя на холостом ходу лучше использовать противовключение, а при наличии на валу момента нагрузки выгоднее применять динамическое торможение (время торможения близко). Во всех случаях лучше (но дороже) регулировать скорость двигателя напряжением на якоре с возможностью обеспечения динамического или рекуперативного торможения с постоянным током якоря, а при необходимости глубокорегулируемого привода дополнительно использовать МХ с ослаблением потока возбуждения.
203
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Пример машинного построения ПП АД
Алгоритм расчета на ЭВМ переходных процессов для асинхронного двигателя
Формула расчета момента двигателя при пуске
i := 0 , 1 .. m |
m := 100 |
|
S := |
1 − Sc |
|
Sc := Sn Mc |
|||
|
m |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Mpi := 2 Mk |
|
1 + Sk |
|
|
|
|
|
|
|
|
− S i + |
Sk |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
+ 2 Sk |
|
||||||
|
|
1 − |
|
|
|||||
|
|
Sk |
S i |
|
|||||
Формула расчета момента двигателя при динамическом торможении
Δν := |
1 − Sc |
|
|
Δν = |
− 3 |
i := 0, 1 .. m − 1 |
||||||
|
|
m |
|
|||||||||
|
|
|
|
6.96× 10 |
|
|
||||||
MTi := |
|
|
|
|
|
MkT 2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
− Sc − Δν i + |
|
νk |
|
|
|||||||
1 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
− Sc − Δν i |
|
||||||
|
|
|
|
|
νk |
|
1 |
|
||||
MTm := 0 |
- последний момент равен нулю, т.к. |
|||||||||||
|
|
|
|
двигатель полностью остановился. |
||||||||
Средние моменты двигателя при пуске |
i := 1 , 2 .. m |
|||||||||||
MpS := 0.5 Mp + Mp |
|
|
||||||||||
i |
|
i |
(i−1) |
|
||||||||
Средние моменты двигателя при динамическом торможении
MpT := 0.5 MT + MT |
|
|||
i |
|
i |
(i−1) |
|
Приращение времени при пуске
(4.74)
(4.75)
(4.76)
(4.77)
(4.78)
tpi := J |
S ω0 |
(4.79) |
|||||
(MpSi − Mc) Mn |
|
||||||
tpm := |
|
tpm−1 т.к. при MpS близким к Mc, |
tpm получается неправдоподобно большим |
||||
Приращение времени при динамическом торможении |
|
||||||
tTi := |
J |
|
Δν ω0 |
|
(4.80) |
||
(MpTi + Mc) Mn |
|||||||
|
|
|
|||||
205
Рис. 4.23
Примечание: во всех вышеприведенных формулах используется нижний индекс (Мpi, i – нижний индекс), он ставится путем нажатия клавиши "[" (левая квадратная скобка).
Для построения графика необходимо нажать Shift+2. на появившемся графике через запятую задать функции на оси ординат и переменные на оси абцисс. Далее необходимо задать пределы построения графика. После чего MathCad автоматически приведет в соответствие каждой функции свою переменную, после этого построится желаемый график.
206
СОДЕРЖАНИЕ
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Программа дисциплины «Электрические машины» . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1 Общие законы электрических машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 Электрические машины постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1 Устройство и принцип действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 Классификация ЭМ ПТ по способам возбуждения . . . . . . . . . . . . 12 2.3 Основные характеристики генераторов напряжения . . . . . . . . . . 14
2.4 Механические характеристики двигателя постоянного тока с независимым возбуждением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.5 |
Отличительные особенности механических характеристик ДПТ |
|
|
последовательного и смешанного возбуждения . . . . . . . . . . . . . . |
32 |
2.6 |
Пуск ДПТ НВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
34 |
2.7 |
Тормозные режимы ДПТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
42 |
2.8 |
Регулирование скорости ДПТ НВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
55 |
2.9 |
Переходные характеристики ДПТ НВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
58 |
2.10 Определение потерь и коэффициента полезного действия . . . . . |
66 |
|
3 Пример выполнения индивидуального задания (ИЗ1) . . . . . . . . . . . . . . |
73 |
|
4 Трехфазные асинхронные двигатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
105 |
|
4.1 |
Устройство и принцип действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
105 |
4.2 |
Электротехнические показатели АД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
108 |
4.3 |
Естественные механическая и скоростная характеристики АД . . |
115 |
4.4 |
Каталожные данные АД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
119 |
4.5 |
Приближенный расчет сопротивлений обмоток ротора |
|
|
и статора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
120 |
4.6 |
Искусственные механические характеристики трехфазных АД . |
122 |
|
4.6.1 Искусственные МХ при U1 ≠ U1н . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
122 |
|
4.6.2 Искусственные характеристики при добавочных |
|
|
сопротивлениях в статоре . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
124 |
|
4.6.3 Искусственные характеристики при добавочных |
|
|
сопротивлениях в цепи ротора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
126 |
|
4.6.4 Искусственные характеристики АД при f1 ≠ f1н . . . . . . . . |
129 |
207
4.6.5 Другие искусственные МХ АД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 4.7 Пуск и реверс АД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 4.8 Тормозные режимы АД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 4.9 Включение трехфазного АД в однофазную сеть . . . . . . . . . . . . . . 143
4.10 Характеристика способов регулирования скорости трехфазного АД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
4.11 Переходные процессы АД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 5 Пример выполнения индивидуального задания (ИЗ2) . . . . . . . . . . . . . . 156 6 Синхронные и другие электрические машины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 6.1 Синхронные электромашины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 6.2 Другие электрические машины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 7 Электродвигатели в системах электропривода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 7.1 Определение понятия электропривод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 7.2 Передающее устройство (мехзвено) электропривода . . . . . . . . . . 178
7.3 Основные выражения (формулы) приведения величин РМ к валу двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
7.3.1 Формулы приведения величин от РМ к валу двигателя . . . . . . 181 7.4 Механические характеристики рабочих механизмов . . . . . . . . . . 182 7.5 Типовая структура электропривода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Приложение 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 Приложение 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 Приложение 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Приложение 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Приложение 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203