- •Тверской государственный технический университет
- •Введение.
- •Механика привода.
- •3. Электромеханические характеристики двигателей.
- •Электромеханические характеристики двигателей постоянного тока.
- •Электромеханические характеристики двигателя независимого возбуждения.
- •3.2.1 Построение естественной характеристики по паспортным данным двигателя.
- •3.2.2. Искусственные характеристики двигателя.
- •3.2.3 Пуск в ход двигателя независимого возбуждения. Расчет пусковых реостатов
- •3.3. Электромеханические характеристики асинхронного двигателя.
- •3.3.1 Механическая характеристика асинхронного двигателя.
- •3.3.2 Расчет естественной характеристики ад по паспортным данным.
- •3.3 Искусственные характеристики ад при изменении u1 и r2.
- •3.4. Пуск в ход асинхронных двигателей.
- •3.5 Тормозные режимы асинхронного двигателя.
- •4. Переходные процессы в электроприводе.
- •4.1. Механический переходный процесс при механической
- •4.2. Определение продолжительности переходных процессов.
- •4.3 Расчет нелинейных переходных процессов.
- •4.4. Потери энергии в переходных процессах.
- •5. Релейно - контакторные системы управления.
- •5.1 Устройство основных аппаратов управления.
- •5 .1.2. Электромагнитные реле тока, напряжения, промежуточные.
- •5.1.3 Реле времени.
- •5.2 Функция «включение – выключение» при нереверсивном вращении двигателя.
- •5.4 Функция «управление разгоном двигателя».
- •5.4.1 Управление пуском в функции времени.
- •5.4.2 Управление пуском в функции скорости.
- •5.4.3 Управление пуском в функции момента или тока.
- •5.5 Функция «управление торможением».
- •5.5.1 Управление динамическим торможением.
- •5.5.2 Управление торможением противовключением.
- •6. Выбор мощность электродвигателей.
- •6.1 Общие положения.
- •6.2 Уравнение нагревания и охлаждения электрических машин.
- •6.3. Нагрузочная диаграмма двигателя.
3. Электромеханические характеристики двигателей.
-
Электромеханические характеристики двигателей постоянного тока.
Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения приведена на рисунке 3.1.
П
, (3.1)
где RЯ – полное сопротивление якорной цепи двигателя, RЯ = RP + rЯ,
R
Рис.
3.1
Из теории электрических машин известно:
ЕЯ = с Ф (3.2)
М = с Ф IЯ (3.3)
где с, Ф- конструктивный коэффициент и магистральный поток двигателя
Подставляя (3.2) и (3.3) в 3.1 получаем:
; (3.4)
; (3.5)
Уравнение (3.4) – скоростная характеристика, (3.5) – механическая характеристика.
Уравнения (3.1) – (3.5) определяют электромеханические характеристики двигателя постоянного тока с любым способом возбуждения.
-
Электромеханические характеристики двигателя независимого возбуждения.
Д
- скорость идеального холостого хода
- статическое падение скорости.
- жесткость механической характеристики.
Рис.
3.2
Различают характеристики естественные и искусственные.
Естественные характеристики имеют место при:
UZ = UЯН ; =ФН; RЯ = rЯ (RP = 0).
3.2.1 Построение естественной характеристики по паспортным данным двигателя.
Дано: PH, nH, UH, IЯН.
Находим: ;
Для построения характеристик необходимо определить координаты ещё одной точки. Обычно находят
;
При отсутствии каталожных данных относительно rЯ, приближённо определяем:
.
3.2.2. Искусственные характеристики двигателя.
а) Изменение UЯ
П
Рис.
3.3
Искусственные характеристики при изменении UЯ параллельной естественной характеристики.
в
= const
- изменяется прямо
пропорционально RЯ.
От сюда:
Рис.
3.4
При любом произвольно взятом токе якоря или моменте отрезки, изображающие на графике статистическое падение скорости, прямо пропорциональны сопротивлениям.
с) Изменение
И
Скоростные и механические характеристики показаны на рисунках для естественных характеристик
, ,
Ток IK в 10 – 20 превышает номинальный
Из приведенных соотношений вытекает:
Ослабление потока используется для повышения скорости двигателя сверх номинальной . Степень уменьшения потока ограничивается механической прочностью якоря при увеличении скорости. Для двигателя нормального исполнения
Рис.
3.5
3.2.3 Пуск в ход двигателя независимого возбуждения. Расчет пусковых реостатов
Первой включается обмотка возбуждения и устанавливается номинальный магнитный поток.
При прямом включении якоря пусковой ток равен:
, что недопустимо.
Ограничение пускового тока до допустимого значения возможно путём путём понижения напряжения на якоре (в системах преобразователем) или путём включения в цепь якоря пускового реостата.
Исходные данные для расчета реостата: параметры двигателя UH, IH, rЯ, величина MC.
Построение пусковой диаграммы (рис 3.6а).
Р
Определяется ток I2 и момент М2 переключения
Проводятся вертикальные линии через абсциссы I1 и I2.
П
Рис.
3.6
Через точки В и проводится вторая пусковая характеристика, на ней находится точка пересечения а с вертикалью I2, через которую проводятся горизонтальные линии до пересечения с вертикалью I1 в точке А. Через точки А и проводиться следующая реостатная характеристика и т.д. Построение заканчивается, когда последняя горизонталь пересечет естественную характеристику в точке где . В правильно построенной диаграмме выход на естественную характеристику должен произойти при , что достигается подбором тока I2.
Сопротивление ступеней находятся по методу отрезков:
; ; .
Из геометрических соотношений можно получить формулу для аналитического расчета реостата:
,
где - кратность изменения пускового тока,
m - число ступеней реостата.
Порядок применения: задаются током I1 и величиной m, определяют и вычисляют I2. Этот ток должен удовлетворять условию , если условие не выполняется увеличивают m на 1 и повторяют расчет. Или задаются величиной I2, вычисляют I1 и проверяют по условию .
Далее находят сопротивления:
,
3.2.4 Тормозные режимы двигателя независимого возбуждения.
а) Торможение с возвратом энергии в сеть (рекомендуется)
Н
б) Динамическое торможение
Якорь двигателя отключается от сети и замыкается на реостат, в этом случае
.
Х
Рис.
3.7
в) Противовключение.
Рис.
3.8
тока якоря при противовключении в якорную цепь обязательно включается реостат. При торможении потребляется значительная энергия из сети.