4. Построение естественной характеристики

Двигатель независимого возбуждения

Для построения естественной характеристики необходимо знать координаты двух точек:1-й – и; 2-й –и.

По паспортным данным двигателя определяем . Угловая скорость идеального холостого хода двигателя

4. Построение реостатной характеристики

При работе двигателя на естественной характеристике требуемая скорость для момента сопротивления на участкеM₇ - M₈ может не обеспечиваться. В случае значительного несоответствия скоростей необходимо предусмотреть включение регулировочного сопротивления в цепь якоря (ротора), определяющего работу двигателя на реостатной характеристике, проходящей через точку (,M₇₈), где - средний момент сопротивления на участкеM₇ - M₈.

4.1. Двигатель независимого возбуждения.

Для обеспечения работы привода с постоянной скоростью через точкии (,M₇₈) проводят прямую – реостатную характеристику, соответствующую регулировочному сопротивлению (рис.4). Определяют величинукак:

, (16)

где - относительный перепад скорости при номинальном моменте на реостатной характеристике с сопротивлением;- номинальное сопротивление двигателя.

4.2. Асинхронный двигатель

Значение дополнительного сопротивления определяют согласно соотношению

, (17)

где - сопротивление фазы ротора,- номинальное сопротивление ротора асинхронного двигателя,s_рег и s_е – соответственно значения скольжения на реостатной и естественной характеристиках для момента сопротивления M₇₈. Первое определяется исходя из требуемой угловой скорости , второе – графическим путем.

Определяют критическое скольжение двигателя при работе с добавочным сопротивлением

. (18)

Задаваясь значениями s строят реостатную механическую характеристику аналогично п.3.2

. (19)

5. Построение пусковой диаграммы и расчет пусковых реостатов

5.1. Расчет пускового реостата для двигателя независимого возбуждения

5.1.1. Построение требуемой пусковой диаграммы.

На графике строят естественную характеристику и характеристику. Если работа двигателя на участкеM₇ - M₈ осуществляется при включенном регулировочном сопротивлении , тогда строится соответствующая реостатная характеристика (п.4.1). Для обеспечения заданного ускорения системы на этом же графике откладывают требуемые пусковые моменты. Значения моментови соответствующие им угловые скорости берут из диаграммы моментов (см. рис.3). Заданные значения ускорения привода на соответствующих участках обеспечиваются работой двигателя на искусственных характеристиках.

5.1.2. Расчет требуемого сопротивления реостата на участке диаграммы . Для обеспечения среднего ускорения, равного заданному, через середину прямойи точкупроводят прямую – искусственную характеристику, соответствующую сопротивлению ступени(рис.4):

, (20)

где .

5.1.3. Расчет сопротивления реостата на участке .

Для обеспечения работы привода с постоянной скоростью через точкуи середину отрезкапроводят прямую – искусственную характеристику, соответствующую сопротивлению ступени(рис.4):

. (21)

При или при мало изменяющемся значенииотрезокпреобразуется в точку.

5.1.4. Расчет сопротивления реостата на участке . Для обеспечения заданного ускорения параллельно линиипроводят симметрично линии минимальногои максимальногопусковых моментов от скоростидо горизонтали.

Для упрощения расчета допускается линии максимального и минимального моментов переключения провести параллельно линии, проходящей вертикально через середину отрезка .

; . (22)

При выборе значений моментов инеобходимо соблюдать условие

и ,

где М_с – момент статического сопротивления на этом участке.

Через точки ипроводят прямую, соответствующую искусственной характеристике с сопротивлением; из точкиб (пересечение характеристики с линией) – горизонталь до линиии определяют точкув. Через точки в и проводят прямую, соответствующую искусственной характеристике с сопротивлением; из точкиг (пересечение характеристики с линией) горизонталь до линиии определяют точкуд и т.д. Пусковую реостатную диаграмму строят до тех пор, пока соответствующая горизонталь не пересечет естественную (а при работе с - реостатную) характеристику. При этом желательно, чтобы точка пересечения горизонтали с естественной (реостатной) характеристикой совпадала с точкой пересечения линиис естественной (реостатной) характеристикой (точкаж на рис.4). В противном случае необходимо несколько изменить пределы ии повторить построение.

Значения пусковых ступеней:

, (23)

.

Сопротивление якоря

.

5.2. Расчет пускового реостата для асинхронного двигателя (рис.5)

5.2.1. Требуемую пусковую диаграмму строят так же как в п 5.1.

5.2.2. Расчет требуемого сопротивления реостата на участке диаграммы . Так как при большом сопротивлении в цепи ротора механические характеристики асинхронного двигателя на рабочем участке практически линейны (рис.5), построение и определение сопротивления ступенипроизводят аналогично п. 5.1.2.:

, (24)

где - скольжение при номинальном моменте на характеристике с сопротивлением.

5.2.3. Расчет сопротивления реостата на участке выполняют аналогично п.5.1.3.:

, (25)

5.2.4. Расчет сопротивления реостата на участке . В случае незначительного и линейного измененияза данный период пуска (несколько процентов от начального) для обеспечения заданного постоянного ускорения параллельно линиипроводят линии минимальногои максимальногопусковых моментов переключения до горизонтали(рис.5):

; , (26)

причем

и ,

где М_с – момент статического сопротивления на участке ,M_кр – критический момент.

Если за данный период пуска изменяется значительно или нелинейно, для упрощения расчета можно линии максимального и минимального моментов переключений провести вертикально, параллельно среднему значению пускового момента:

; . (27)

Через точки и, соответствующие пересечению естественной характеристики с линиями моментови, проводят линию до пересечения с горизонталью. Через полученную точкупересечения проводят луч. Пересечение с линией– точка. Из точкипроводят горизонталь до пересечения с линией(точкаг) и через эту точку луч . Пересечениес линией– точкаи т.д. Построение производят до тех пор, пока горизонталь не пересечет естественную (при работе с- реостатную) характеристику при моменте(точкаа)². В противном случае необходимо симметрично изменить пределыии повторить построение.

Сопротивления ступеней

; ; (28)

; ,

где - сопротивление ротора.

Результаты расчета ступеней пускового реостата свести в таблицу.