Расчет тормозных сопротивлений

Полное сопротивление в якорной цепи при торможении противовключением определяется из выражения:

,

где Е_НАЧ - начальное значение ЭДС двигателя при торможении.

Величина ступени противовключения определяется из выражения:

.

Д

ополнительное сопротивление в якорной цепи при динамическом торможении можно найти по формуле:

,

где - полное сопротивление в якорной цепи при динамическом торможении.

Е_НАЧ может быть определена из предшествовавшего торможению установившегося режима работы:

где I_c ток статической нагрузки.

Определим

Тогда

;

Результаты расчетов пусковых и тормозных сопротивлений сведем в таблицу

1		4	Ом
2		48,889	Ом
3		44,889	Ом
4		48,24	Ом
5		44,24	Ом

Из расчетов видно, что

Динамическое торможение

Скоростная характеристика при динамическом торможении приведена на рис. 5.

Рисунок 5- Скоростная характеристика двигателя при динамическом торможении с активным моментом на валу

Принимаем, что бросок тока Iдт (по модулю) при динамическом торможении в первый момент времени равен I1, т.е. ⎸Iдт⎸ = I1= 4,5 А.

Установившаяся скорость в режиме динамического торможения при активном моменте на валу:

Начальная скорость в режиме динамического торможения:

Механическая постоянная времени привода при динамическом торможении может быть определена с использованием скоростной характеристики двигателя из следующих выражений:

Или рассчитана с использованием аналитического выражения:

Вывод. Результаты расчета электромеханической постоянной времени при динамическом торможении с использованием скоростной характеристики и по аналитическому выражению совпали.

Время динамического торможения:

Изменение скорости во времени при динамическом торможении:

Временные зависимости тока:

На рис. 6 и рис. 7 приведены осциллограммы скорости и тока при динамическом торможении.

Рисунок 6- Осциллограмма скорости при динамическом торможении двигателя с активным моментом на валу

Рисунок 7-Осциллограмма тока при динамическом торможения с активным моментом на валу двигателя

Рисунок 8- Диаграмма работы (траектория движения рабочей точки двигателя) при динамичеком торможении с активным моментом на валу

Торможение противовключением

В схеме лабораторной работы в режиме торможения противовключением при скорости 0,2Ωн шунтируется ступень противовключения, поэтому процесс дотормаживания двигателя идет на искусственной характеристике только с пусковыми сопротивлениями.

Скоростные характеристики двигателя при торможении противовключением приведены на рис. 9.

Рисунок 9- Скоростные характеристики двигателя при торможении противовключением

Так как переход на пусковую искусственную характеристику имеет место при скорости 0,2Ωн еще предыдущего направления, то бросок тока будет больше, чем при пуске двигателя из неподвижного состояния.

Скоростные характеристики двигателя при торможении противовключением:

Первая характеристика:

Изменение скорости на первой скоростной характеристике в режиме торможения противовключением под действием активного статического момента:

Установившаяся скорость на первой характеристике при активном моменте на валу:

.

Вторая характеристика:

Изменение скорости на второй скоростной характеристике в режиме торможения противовключением под действием активного статического момента:

Установившаяся скорость на второй характеристике противовключения при активном моменте на валу

.

Скорость переключения:

Токи якоря, при которых происходит переключение в режиме торможения противовключением:

Механические постоянные времени привода при торможении противовключением могут быть определены по аналитическим выражениям:

Или с использованием скоростных характеристик при торможении противовключением:

,

.

Зависимости скорости и тока во времени при торможении противовключением:

Время торможения на каждой ступени:

Суммарное время торможения противовключением:

Осциллограммы скорости и тока при торможении противовключением приведены на рис.10 и рис.11 соответственно.

Рисунок 10 - Осциллограмма скорости при торможении противовключением с шунтированием ступени противовключения при скорости Ω=0,2Ωн

Рисунок 11 - Осциллограмма тока при торможении противовключением с шунтированием ступени противовключения при скорости Ω=0,2Ωн

На рис.12 приведена траектория движения рабочей точки при торможении противовключением в схеме лабораторной установки.

Рисунок 12. Траектория движения рабочей точки при торможении противовключением.

РАСЧЕТ УСТАВОК РЕЛЕ

Уставки реле времени ,

где – расчетное время пуска или торможения на отдельных ступенях.

– собственное время срабатывания реле, которое составляет 0,03с.

Уставки реле противовключения (РПВ, РПН) должны быть на 20% меньше напряжения на катушке реле при неподвижном якоре и полном сопротивлении в силовой цепи (т.е. . Если реле подключены таким образом, что в начальный момент торможения с максимальной скорости напряжение на них равно нулю (а это имеет место при Rx=Ra1), то при неподвижном якоре напряжение на этих реле

, поэтому уставки реле противовключения определяются по формуле:

Уставки максимально токовых реле для двигателя нормального исполнения выбираются из условия:

Уставка реле обрыва поля (РОП):

Уставка реле напряжения (РН):

Выводы:

При выполнении данной лабораторной работы были изучены принципы автоматического контакторного управления пуском и торможением двигателя постоянного тока. Получены навыки по наладке и регулировке контакторной схемы автоматического управления.

В ходе исследования контакторной системы управления двигателем постоянного тока построены пусковые и тормозные характеристики двигателя, рассчитаны пусковые сопротивления для организации пуска в две ступени, а также тормозные сопротивления. Определены значения электромеханических постоянных времени на пусковых и тормозных характеристиках, рассчитаны продолжительности пуска и торможения, построены осциллограммы скорости двигателя и тока якоря при пуске, динамическом торможении и торможении противовключением.

Рассчитаны уставки реле времени, тока, реле противовключения и реле напряжения. Выполненная работа позволила углубить и закрепить знания по данному разделу.