Lektsii_El_privod

Рис.2.11. Включение ДПТ НВ при динамическом торможения.

Обмотка возбуждения остается включенной в сеть (рис.2.11). Якорь

Вследствие того, что двигатель отключен от сети, уравнения электромеханической и механической характеристик имеют вид:

Анализируя полученные уравнения, можно отметить: характеристики проходят через начало координат (рис.2.12); характеристики находятся в четвертом и втором квадрантах; наклон механических характеристик,

как и в двигательном режиме, определяется значениями доб и потока Ф.

Особенности режима динамического торможения заключаются в следующем: при остановленном двигателе динамический момент равен

нулю; в области малых частот вращения значение тормозного момента ма-

ло.

Рис. 2.12. Механические характеристики ДПТ НВ в режиме

динамического торможения.

Если умножить левую и правую части уравнения электромеханической характеристики на ток, получим:

Таким образом, вся подведенная к валу от рабочей машины механическая мощность преобразуется в электрическую и идет в якорную цепь двигателя постоянного тока, где выделяется в виде

теплоты

2.4. Методы расчета пусковых сопротивлений ДПТ НВ

В машине постоянного тока обмотка якоря имеет малое сопротивление и при включении в сеть возникают пусковые токи, которые могут достигать

15...20 Iном. Увеличение токов якоря выше значения 2...2,5 Iном приводит к ухудшению коммутации.

Кроме того, возникающие динамические усилия могут постепенно разрушить обмотку якоря, вызвать срезание шпонок, скручивание валов и

т.д. Ограничение пусковых токов осуществляется с помощью сопротивлений r1, r2, r3, включаемых в якорную цепь (рис.2.12). По мере разгона двигателя увеличивается ЭДС, а ток снижается. Последовательно закорачивая сопротивления контактами КМ1, КМ2, КМЗ, выполняют (осуществляют) пуск.

Пусковая диаграмма двигателя представлена на рис. 2.13.

Рис. 2.13. Схема включения пусковых резисторов..

Значения токов переключения I1 и I2 выбирают, исходя из требований технологии к электроприводу и коммутационной способности двигателя. Так,

принимают I1 = (2,0...2,5)IН и I2 = (1,2...1,3)IН в тех случаях, когда продолжительность пуска двигателя влияет на производительность часто включаемой машины.

Если требуется плавный пуск, например, пассажирских лифтов, то значения токов переключения будут обусловлены допустимыми ускорениями электропривода. В тех случаях, когда пуск редкий и не ограничиваются условия пуска, значения токов I1 и I2 можно взять несколько больше рабочих токов (но значительно меньше, чем в первом случае, когда

I1 = (2...2,5)IН.

Значения пусковых сопротивлений рассчитывают аналитическим и графическим методами. Если число ступеней задано, то это означает, что расчет выполняется для уже известной стандартной контакторной панели.

Если число ступеней не известно, требуется подобрать

панель.

Аналитический метод расчета пусковых сопротивлений

При включении двигателя в сеть разгон начинается с пусковым сопротивлением R3 = rЯ + r1 + r2 + r3 (рис.2.13). Этим сопротивлениям соответствует искусственная электромеханическая характеристика

1 – 2 - ω0 (рис.2.14). При токе I2 и скорости ω2 (точка 2) контактами КМЗ шунтируется добавочное сопротивление r3, и ток двигателя вновь увеличивается до I1 (точка 3). Пуск продолжается с сопротивлением R3 = rЯ + r1

+ r2 по характеристике З – 4 - ωо. В точке 4 этой характеристики происходит отключение r2 контактом КМ2. С сопротивлением

R3 = rЯ + r1 двигатель разгоняется по характеристике 5 – 6 - ωо. На скорости

ω6 (точка 6) отключается последнее сопротивление r1, и двигатель выходит на естественную электромеханическую характеристику 7 – 8 - ωо, по которой разгоняется до частоты вращения, соответствующей нагрузке на валу.

Для определения значений добавочных сопротивлений берем отношение токов, соответствующих точкам 3 и 2 на угловой скорости ω2 пусковой диаграммы:

Рис. 2.14. Пусковая диаграмма ДПТ НВ.

Значения ЭДС двигателя в этих точках равны, так как частота вращения ω2

НЕ ИЗМЕНЯЕТСЯ

Е2 Е3 сФн 2; I3 I1 .

После сокращения напряжения получим:

R2 R3 I1 I2 .

На угловой скорости ω4 для точек 4-5 запишем:

здесь Е4 = Е5, а токи I5 = I1, I4 = I2, следовательно:

R2 R1 I1 I2 .

Аналогично для угловой скорости ω6 (точек 6 и 7):

или R1 rЯ I1 I2 .

Обозначим отношение токов переключения: I1 I2 , тогда

R1 rЯ R2 R1 R3 R2 ,

откуда

Если было бы m ступеней, то по аналогии:

В этом выражении число пусковых ступеней m и кратность пусковых токов взаимосвязаны:

Значение сопротивлений каждой ступени можно определить следующим образом:

Поря ок расчета пусковых сопротивлений

Если задано число ступеней m, то расчет сопротивлений выполняется

следующим образом:

1) задаемся значением тока I1 и определяем Rm:

Rm Uн I1 ;

2) находим отношение токов переключения:

данные двигателя;

3) вычисляем значение второго тока переключения I2:

I2 I1

и сравниваем его с рабочим током двигателя Iс, соответствующим максимальному моменту рабочей машины при пуске.

Если известен рабочий момент Мс, то

Ic Mc c Фн ,

а если дана мощность на валу рабочей машины РВ.р.м., то

Ic РВ.р.м. н Uн .

При I2 > (1,1...1,2)Ic определяем сопротивление каждой ступени:

Если условие I2 > 1,1Ic не соблюдается, то выбираем новое

(большее) значение I1 и повторяем расчет.

Если число ступеней сопротивлений неизвестно, то расчет ведется в такой последовательности:

1)задаемся значениями токов переключения I1,I2 и определяем λ:

I1 I2 ;

2) определяем число ступеней:

Полученное значение m (если оно дробное) округляем до

ближайшего целого числа и уточняем λ и ток I2:

mRm /rя ; I2 I1 .

Дальнейший расчет ведется, как в первом случае. После завершения расчетов по первому или второму варианту необходимо проверить правильность расчетов. Для этого определяем суммарное

сопротивление: Rm r1 r2 ... rm rя

и сравниваем с исходным Rm Uн I1 . Отклонение в расчетах должно быть в пределах допустимой ошибки - 5...7%.

Графический метод расчета пусковых сопротивлений

Этот способ расчета дает наглядное представление о значениях

добавочных сопротивлений, но имеет существенный недостаток -

точность расчетов зависит от точности построения пусковой диаграммы двигателя.

Электромеханические характеристики для двигателя постоянного тока с включенным в цепь якоря добавочным сопротивлением Rдоб. приведены на рис. 2.15.

Рис.2.15. Электромеханические характеристики ДПТ НВ при введении добавочных резисторов в цепь якоря.

Уравнение ЭДС для номинального тока и частоты вращения ω

(точка в):

Uн Е Iн(rя Rдоб)

или

сФн о cФн Iн (rя Rдоб).

Последнее выражение разделим на сФн:

Сравнивая выражения (2.39) и (2.40 ), запишем:

aá Ií (rÿ Räîá ) / ñÔí ,

следовательно, для постоянных значений Iн и сФн значение отрезка аб пропорционально rя Rдоб. Если характеристика проходит через точку г, то все приложенноеUн уравновешивается падением в

Номинальное сопротивление электродвигателя - это такое сопротивление якорной цепи, при котором в момент включения (при ω=0) в обмотке якоря протекает номинальный ток. Отрезок аг пропорционален Rн. Таким образом,

по значению отрезка, отсекаемого характеристикой на линии номинального тока, можно рассчитать сопротивление якорной цепи. Но для этого необходимо знать масштаб

сопротивлений:

напряжение, ток и мощность двигателя.

Первый способ определения масштаба более точный, так как

отрезок аг больше, чем отрезок аб.

При расчете пусковых сопротивлений двигателя постоянного тока

графическим методом возможны два варианта.

1.Число пусковых ступеней m задано.

По паспортным данным машины строим естественную электромеханическую характеристику по двум точкам (ωo, М = 0) и (Iн, ωн)