Элект.машины_УП

81

Наибольшим значение U будет при М1 → 0 , то есть в режи-

Итак, для ДПТ′ НВ с номинальными данными для ИЗ1 переход с МХ с большим напряжением на МХ с меньшим напряжением должен сопровождаться понижением напряжения якоря скачком не более чем на 27,7 В. Согласно (4), чем жестче МХ, то есть — меньше R ця, тем меньше допустимый скачок понижения напряжения.

7. Параметры искусственной МХ при Ф < Фн

Определяем кратность уменьшения номинального магнитного потока для увеличения номинальной скорости на 40%.

При неноминальном магнитном потоке уравнение скоростной характеристики имеет вид

82

На новой механической характеристике при Ф = 0,71 скорость идеального холостого хода ω оф получает значение

Момент нагрузки на валу двигателя должен быть при I = I н не более Мc = Мнв Ф = 184,5 0,71 = 131Нм.

8. Параметры МХ двигателя, обеспечивающие уменьшение его номинальной скорости в 4 раза при номинальном токе якоря.

Уменьшить номинальную скорость ДПТ НВ можно тремя способами: уменьшением напряжения якоря, введением добавочного сопротивления Rn в цепь якоря, введением последовательного

сопротивления Rn с одновременным шунтированием якоря резистором Rш. Каждому из указанных вариантов будут соответствовать выражения искусственных МХ

85

ωош = ω ое K ш = 67,8 0,452 = 30,6 р/с.

9.Расчет изменений скорости двигателя на МХ с параметра-

ми, установленными в п. 8, при увеличении момента нагрузки на 20% от номинального значения.

Эти расчеты позволяют установить пригодность каждого из 3-х рассмотренных способов регулирования скорости в заданном

диапазоне 1 : 4. Если изменение момента на ±20% от номинального значения приведет к изменению скорости более, чем на 20%, то выбранный способ регулирования применяться не может как неудовлетворяющий установленному в электромеханике требованию.

Для решения поставленной задачи необходимо по выражениям (6), (7), (8) найти значения скоростей ω и, ω п, ω ш при М = 1,2М н и

соответствующие отклонения их от ω iн = 15,31р/с.

86

Выполняем необходимые расчеты.

9.1. Для МХ при пониженном напряжении

9.2. Для МХ с последовательным сопротивлением Rn = 0,706 Ом, найденным в п. 8.2.

Результаты расчетов показывают, что из трех способов параметрического регулирования скорости вниз от естественной МХ не может обеспечить заданный диапазон регулирования 1 : 4 реостатным регулированием без шунтирования якоря.

Этот способ не обеспечивает требуемой жесткости МХ, и при изменениях нагрузки на ±20% от номинального значения скорость двигателя будет изменяться на 68,6% вместо допустимых 20%. Наименьшие отклонения скорости наблюдаются на МХ с пониженным напряжением — 8,6%.

87

10. Построение механических характеристик

Все МХ, искусственные и естественные, являются для ДПТ НВ прямыми линиями, поэтому строятся они по двум точкам: одна с координатами ω = ω о i , М = 0 , другая — с координатами ω = ω iн, М = М н . Принято строить МХ в относительных единицах:

ω = ω ω о е, М = ММ н , I = II н , U = UUн ,

Ф = ФФн , Ri = Ri Rн , где R н = Uн I н .

Выражения МХ в относительных единицах имеют вид: искусственные:

естественная:

ω = 1 − М R я = 1 − I R я , где М = I .

ВИЗ1 требуется построить МХ с параметрами, рассчитанными

вразделах отчета 1 8. Характеристики реостатного пуска, динами-

ческого торможения и противовключения построены на рис. 4. Здесь выбраны масштабы: для скорости mω = 50 мм/ед, для момен-

та и тока тМ = 20 мм/ед. Остальные характеристики построены на рис. 5. Здесь mω = 100 мм/ед, тМ = 80 мм/ед. Построения выполнялисьследующимобразом.

естественная МХ проходит через точку на оси ординат ω ое = 1 с

10.2. Характеристики реостатного пуска (построены на рис. 4 справа от оси ординат).

Выполним построение МХ реостатного ступенчатого пуска чисто графическим способом, как это рекомендуется в [ 2 ]. Предва-

88

рительно выбирается масштаб координат ω , М (указан в конце пункта 10). Чем больше размеры, тем точнее будут результаты графических построений. Построения выполняются в следующем порядке.

Проводятся вертикали при значениях, соответствующих кратностям токов пуска и переключения:

Точка f на оси абсцисс (здесь М = λ I = 2,4 , ω = 0 ) и 1 на оси ординат соединяем прямой. Пересечение этой прямой с вертикалью λ 2 = 1,47 дает точку а, из которой проводится горизонталь до пересечения с вертикалью λ I = 2,4 (точка а′ ). Соединение точек а′ и 1 (на оси ординат) дает следующую реостатную характеристику, пересечение которой с вертикалью λ 2 дает точку b. Горизонталь из точки b при пересечении с вертикалью λ I дает точку b′. Реостатная характеристика 1 − b′ при пересечении с вертикалью λ2 в точке с дает возможность проверить правильность построения реостатных характеристик. Если все правильно, то пересечение горизонтали из точки с с вертикалью λI должно произойти на естественной МХ в

точке c′ , отклонения допускаются ± 5%. В наших построениях на рис. 4 это условие выполняется.

Каждая характеристика реостатного пуска имеет свое сопротивление

R n1 = R n + R я = 0,335 + 01, = 0,435 Ом, R n2 = R n1 − R3 = 0,435 − 0168, = 0,267 Ом, R n3 = R n2 − R2 = 0,267 − 0104, = 0163, Ом.

Значения Rn , R1 , R2 , R3 определены выше в п. 2.6.

89

Рис. 4

Рис. 5

90

Сопротивления Rn1, Rn2 , Rn3 будут использованы ниже для определения электромеханических постоянных времени Т мi механических характеристик реостатного пуска.

Для проверки получаемых графически значений скорости в точках а, b, с определим их расчетно. При этом используем свойства реостатных механических характеристик:

а) при значениях М = М н

ωiн = R цяi ,

ωiн = 1 − Rцяi ;

б) при любом другом моменте, например М = λ2 , выполняется тождество

личаться от расчетных не более, чем на ±5%. В выполненных построениях на рис. 4 это обеспечено.

По данным значений скорости на рис. 4 для реостатных характеристик при М н = 1 можно сделать вывод, что ступени пускового реостата обеспечивают небольшой диапазон регулирования скоро-