Электрические машины

Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Uн Iн 1 н ,

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

05.02.2023

Размер:

14.3 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 238 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 > Следующая >>>

Предварительно выбираются масштабы для момента М, скорости и времени t. Наибольшими значениями этих величин яв-

ляются М1, 0, и tп п 125, tп tп н tс н tт .

Кривые М t и t строятся отдельно, как показано на рис. 2.23, б, в. На осях ординат откладываются значения М1, М2, М с, и 0, с, 3, 2, 1. Из этих точек проводятся горизонтали.

По осям абсцисс t откладываются расчетные времена переходных процессов и проводятся вертикали. Пересечения горизонталей и вертикалей дают начальные и конечные значения изменяющихся во времени величин. Текущие координаты и М можно определить по формуле (2.62), однако этого делать не следует. Достаточно соединить точки начальных и конечных величин ПП приближенными кривыми экспоненциального характера.

В конечном итоге получатся графики на рис. 2.23,б,в. Машинным способом, с помощью ЦВМ, строить такие графики нецелесообразно, потребуется больше времени.

Программа с примером построения диаграмм переходных процессов ДПТ НВ приведены в Приложении 4.

2.10Определение потерь и коэффициента полезного действия

Потери мощности электродвигателей, в том числе ДПТ НВ, определяются коэффициентом полезного действия (КПД), номинальное значение его н дается в паспортных данных.

Общие номинальные потери мощности электрической машины определяются по формуле

где Рн — номинальная паспортная мощность,н — номинальный КПД.

Напомним, что номинальным режимом считают работу ЭМ при прямом включении в сеть с номинальным напряжением, при этом отсутствуют добавочные сопротивления в силовой цепи, маг-

нитный поток и ток нагрузки обеспечиваются номинальными, то есть — не вызывающими нагрева силовых цепей и цепей возбуждения более 75 С.

Общие потери мощности имеют две составляющие: переменные и постоянные.

Переменные зависят от тока нагрузки, постоянные — включают потери мощности на вентиляцию, на трение в подшипниках и щеток о коллектор, гистерезис и вихревые токи, потери в обмотке возбуждения.

Для номинального режима работы можно записать

Рн Рн п е р Рн п о с. (2.58)

Номинальные переменные потери ДПТ НВ определяются однозначно:

Рн п е р Iян2 Rя .		(2.59)
Остальное остается номинальным постоянным потерям:
Рн п о с Рн Рн п е р Рн	Iян2 Rя .	(2.60)

Здесь Pн определяется по (2.57).

В условиях, отличающихся от номинального режима, составляющие потерь изменяются.

Переменные не зависят от скорости, но меняют свое значение

пропорционально квадрату момента

нагрузки М с

с Ф Iя. По-

скольку Iя In

Iш, то подсчет этих потерь не является простым:

Рi п е р Iя2iRя In2Rn

Iш2 Rш,

(2.60)

U I

Rш Rn

где

U I

Rш Rn

Iя In Iш

М с

с Ф

(2.61)

Постоянные потери почти не зависят от нагрузки, поэтому их и называют постоянными составляющими, но они сложно зависят

от скорости: потери на трение от скорости не зависят, потери на гистерезис пропорциональны скорости, потери на вихревые токи и вентиляцию пропорциональны квадрату скорости. После длительных исследований электромеханики согласились считать постоянные потери пропорциональными квадрату скорости двигателя, поскольку потери на вихревые токи и вентиляцию всегда преобладают. Получаем:

Рi п о с	Рн п ос		сi	2
					,	(2.62)

		н

где ci — скорость на М.Х. при заданном Мc.

Величину КПД в неноминальном режиме находят по формуле

i					ci	Mc		.	(2.63)
		ci	M	c	P	inep	Р
							inoc
Здесь Рiп е р ,	Рi п о с			определяются по выражениям (2.60) и

(2.62) с учетом (2.61).

Время на вычисления можно уменьшить, если воспользоваться выражениями, в которых сделаны промежуточные преобразования:

U2Kш

(2.64)

Рi п е р Рн п е р

Kш

Ф2

Rя

Rш

с i

U Kш

М с

Iян

Rя RnKш

(2.65)

UнФ

М н Uн

Ф2

Рн

(2.66)

Рн А

где

Рi п е р Рiп о с

с i

М с

(2.67)

М н

Рi п е р — по выражению (2.64),

Рi п о с — по выражению (2.62),

i н — по выражению (2.65).

Пример определения КПД для ДПТ НВ, работающего в неноминальном режиме.

Для ДПТ НВ известны номинальные данные:


Uн 220 В,	Iн 10	А, н 100 р/с,		Рн 1,8 кВт,
н	0,82 ,	Rя	2 Ом, I 2,5.
Определить КПД двигателя,			работающего при М с 05, М н на
искусственных механических характеристиках:
а) при пониженном напряжении якоря U 05, Uн;
б) при потоке возбуждения 0,8Фн (Ф 08,				);

в) при наличии в силовой цепи последовательного резистора

Rн 10 Ом;

г) при наличии в силовой цепи резисторов Rn Rш 10 Ом

(Kш	Rш	05, ).

	Rн Rш

Решение.

1. Определяются номинальные потери мощности и их составляющие:

1 082,

Рн Рн

18, 10

395 Вт;

082,

Рн п е р Iн2

Rя

102

2 200 Вт;

Рн п о с Рн

Рн п е р 395 200 195 Вт.

2. Определяются неноминальные потери при М с

05,

М н на каж-

дой из М.Х. по условиям а, б, в, г примера.

Условие а:

U 05, Uн (Ф

Rн 0,

Rш ,

Kш 1).

с 2

U2K

Рi п е р

Рн п е р

Kш

Rя

Rш

Ф2

200 0,5					2		1				0						1102						1
										1				1										200 0,25 0 50 Вт.
						2				1	2			1										200 0,25 0 50 Вт.
						2
						1
		с i								U		Kш							М с				Iн		Rя RnKш
		н
		н							U н			Ф							М н			Uн				Ф2

	05,								10						2 0 1
			1 05,																				05, 00455, 0455,.
	1		1 05,														1						05, 00455, 0455,.
	1								220								1
																i		2		195 0455, 2 404, Вт.
Рi п о с Рн п ос																i
Рi п о с Рн п ос															н
															н
	А			Рi п е р Рi п													ос				50 404,					3974, Вт.
	А						с i						М с								0455, 05,					3974, Вт.
							с i						М с								0455, 05,

													М н
								н					М н

н1800

аРн А 1800 3974, 0819,.

Впоследующих расчетах исходные выражения в общем виде

не повторяются, записываются лишь численные составляющие входящих величин. Р

Условие б:					Ф	08, ,			U Uн,				Rн			0,	Rш ,			Kш 1.
Р		i п е р		= 200(0,5)2				1				1		0		1 0		78,1 Вт.
Р		i п е р		= 200(0,5)2								1				1 0		78,1 Вт.
								(0,8)2					2
	i			1		10				2 0 1
					05,								125, 0071, 1,18.
н					05,						08,	2	125, 0071, 1,18.
н			08,			220					08,	2

Рi п о с 195 118, 2						271,5 Вт,						А			781, 2715,				5926,		Вт.
Рi п о с 195 118, 2						271,5 Вт,						А							5926,		Вт.
																118, 05,
					б			1800					0,752.
					б								0,752.
							1800 592,6

Условие в: Rн 10,													U Uн, Ф 1,																		Rш , Kш 1.
Рi п е р 200 05,																		2		1								10
																								1						1 0 300					Вт.
																				12				1				2		1 0 300					Вт.
																				12								2
		i		1 05,								10 2 10 1																1 0273, 0727,.
		i
																						1
н											220											1
Рi п о с 195 0727,													2 103 Вт,															А			300 103			1109 Вт.
Рi п о с 195 0727,													2 103 Вт,															А						1109 Вт.
																															0727, 05,
								в											1800									0619, .
								в																				0619, .
															1800 1109
Условие г: Rn							Rш 10												(U Uн, Ф 1, Kш 05, ).
Рi п е р 200 05,					2	1										10 05,											2202 05,
										1																							175 2420 2595 Вт.
						12				1									2									10					175 2420 2595 Вт.
						12													2									10
				i			1 05,													10						2 10 05,
														05,																			042, .
			н											05,						220								1					042, .
			н			1														220								1
																					i		2									2 344,
	Рi п о с Рн п ос																				i				195 042,										Вт.
	Рi п о с Рн п ос																								195 042,										Вт.
																	н
							А					2595 344,													12521 Вт.
							А																		12521 Вт.
														042, 05,
									г										1800										0126, .


														1800 12521

Для сравнения полученных результатов запишем их таблично.

		i		Рi п е р	Рi п ос	А	i	Примечание
Вариант			н	Рi п е р	Рi п ос	А	i	Примечание
			н

примера				Вт	Вт	Вт		Рн 1800 Вт
				Вт	Вт	Вт		Рн 1800 Вт

а	0,455			50	40,4	397,4	0,819	Рн 395 Вт
								н 082,
б	1,18			78,1	271,5	592,6	0,751	н 082,
								Рн п е р = 200 Вт
в	0,727			300	103	1109	0,619	Рн п е р = 200 Вт
								Рн п о с = 195Вт
г	0,42			2595	34,4	12521	0,126	Рн п о с = 195Вт

Данные таблицы подтверждают теоретические положения о том, что потери мощности и КПД двигателя постоянного тока с независимым возбуждением зависят от момента нагрузки М с и параметров, регулирующих скорость: U , Ф , Rn, Rш. При выходе двигателя из номинального режима его КПД всегда уменьшается. Наибольшие потери мощности наблюдаются при включении добавочных резисторов. Особенно низкий КПД получается при реостатном регулировании с шунтированием якоря.

3 ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ № 1 (ИЗ1)

Виндивидуальном задании №1 (ИЗ1) рассчитываются параметры ДПТ НВ согласно теоретическим положениям главы 2. Содержание ИЗ1 приведено в Приложении 2. Каждый исполнитель получает свои исходные данные, который выбираются из таблицы П2 в Приложении 2.

Пример иллюстрирует содержание отчета о выполнении ИЗ1. Форма титульной страницы (листа) отчета дана в Приложении 1.

Вприведенном примере нумерация разделов, формул, рисунков сделана так, как это должно быть в отчете. Начинается пример

спервой страницы отчета после титульного листа.

1. Содержание индивидуального задания по варианту №34

Исходные данные

Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением имеет номинальные данные:

напряжение якоря Uн В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	120
.	115
ток якоря Iн А . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	115
.	11,3
отдаваемая мощность Рн кВт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	11,3
коэффициент полезного действия н . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,82
скорость вращения nн об/мин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	685
.
перегрузочная способность по току I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	2,4
сопротивление цепи якоря Rя Ом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,1
момент инерции на валу J кг м2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	2,6

Рассчитать

1. Параметры для естественной МХ

2. Сопротивления для автоматического пуска двигателя с токоограничением при числе ступеней m, равном определить

3.Сопротивление динамического торможения в одну ступень.

4.Сопротивление для реверса (противовключение), в том числе его добавку к ступеням пускового реостата.

5.Напряжение якоря, допустимое для прямого пуска.

6.Начальный тормозной момент двигателя, при уменьшении

скачком напряжения якоря на 30 %. Определить предельно до-

пустимое значение этого понижения.

7. Параметры МХ двигателя с неноминальным магнитным потоком для увеличения номинальной скорости на 40 %. Определить при этом допустимое значение электромагнитного момента при номинальном токе якоря.

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

9.Отклонения скорости на механических характеристиках с параметрами по пункту 8 при изменениях момента нагрузки на 20% от номинального значения.

10.Потери мощности и КПД двигателя при работе с номинальным моментом нагрузки на МХ с параметрами по пунктам 7 и 8.

Построить

1.Механические характеристики: естественную, реостатного пуска, динамического торможения и противовключения.

2.Искусственные МХ с параметрами двигателя для условий пунктов 6 и 7.

3.Временные диаграммы изменения момента и скорости двигателя для циклов работы:

а) пуск без нагрузки (вхолостую), прием нагрузки, работа при номинальной нагрузке, сброс нагрузки, торможение противовключением до остановки; б) пуск, работа, динамическое торможение в одну ступень до

остановки — все при номинальной нагрузке.

Для диаграмм определить длительности переходных процессов на каждой ступени пуска, и пуска в целом, приема и сброса нагрузки, тормозных режимов. Отдельно установить время торможения «выбегом» без нагрузки.

Решение вопросов, поставленных в ИЗ1

1. Параметры и величины, определяющие естественную механическую характеристику

Кроме паспортных данных двигателя для естественной МХ необходимы значения скорости идеального холостого хода ое, электромагнитного номинального момента М н и электромашинной постоянной с.

Определяем эти величины:

			Uн _I			н Rя			120 115 01,
1.1.		с										177,	Вс,
1.1.		с			н					6126,		177,	Вс,
					н					6126,
где н	пн	2	пн		6126, р/с.
где н		2			6126, р/с.
60			955,
						U		н		120	678,
1.2.						о е						р/с.
1.2.						о е	с			177,		р/с.
							с			177,
1.3.				М н Iн с 155 177, 204 Нм.

Кроме найденных величин в последующих расчетах потребуются.

1.4. Номинальный момент на валу двигателя

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 238 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
05.02.20233.03 Mб7Эксплуатация и развитие компьютерных систем и сетей..pdf
#
05.02.2023389.71 Кб2Эксплуатация оптического тестера «Топаз-7315-АL»..pdf
#
05.02.20233.91 Mб6Экстремумы сигнала в печатной плате..pdf
#
05.02.20234.17 Mб21Электрические и волоконно-оптические линии связи..pdf
#
05.02.2023632.65 Кб0Электрические машины.-1.pdf
#
05.02.202314.3 Mб7Электрические машины..pdf
#
05.02.2023745.34 Кб1Электрические цепи постоянного тока..pdf
#
05.02.20231.2 Mб26Электричество и магнетизм..pdf
#
05.02.2023295.2 Кб6Электродинамика и микроволновая техника..pdf
#
05.02.2023600.39 Кб3Электродинамика и рапространение радиоволн..pdf
#
05.02.2023445.19 Кб6Электродинамика и распространение радиоволн.-1.pdf