- •1 Общие положения
- •2. Содержание курсовой работы и курсового проекта
- •3 Методические указания по выполнению курсового проекта
- •4 Электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением
- •Методические указания
- •Методические указания
- •Методические указания
- •Методические указания
- •5 Асинхронный электродвигатель с фазным ротором
- •Методические указания
- •Методические указания
- •Методические указания
- •Методические указания
- •Методические указания
- •Методические указания
- •Список используемой литературы
- •Приложение 1
- •Приложение 2
Методические указания
Пуск в две ступени
Аналитический метод расчета пусковых сопротивлений
По условию задачи максимальный пусковой ток
I1=0,8λМIЯН, (4.15)
где λМ – перегрузочная способность двигателя по тку в течение 10 с.
Определяется ожидаемое значение кратности пусковых токов (рис. 4.4)
Так как в начальный момент пуска ЭДС якоря двигателя E=0, то находится полное сопротивление R1 якорной цепи
(4.16)
При числе ступеней m=2 пускового реостата определяем кратность пусковых токов по выражению [3]
, (4.17)
где r – относительное сопротивление якорной цепи
; . (4.18)
- относительное значение пускового тока якоря.
Если полученное значение λ больше ожидаемого отношения
при этом будет
то необходимо задаться числом ступеней пускового реостата m=3 и повторить расчёт.
По известному значению кратности λ пускового тока и сопротивлению якоря двигателя RЯД определяем значения сопротивлений секций пускового реостата (рис. 4.3)
; . (4.19)
Определяются полные сопротивления якорной цепи
, . (4.20)
Графический способ расчета пусковых сопротивлений
Предварительно строится естественная характеристика в масштабе Точка н соответствует режиму холостого хода двигателя ω0, IЯ = 0.
Точка б соответствует номинальному режиму работы двигателя и имеет координаты ω=ωН; I=IНЯ. Далее, по точкам н и е строим искусственную характеристику, соответствующую номинальному потоку возбуждения Ф = ФН и полностью введенному пусковому реостату, сопротивление которого предстоит определить. Координаты точки е, соответствующей пусковому режиму, ω = 0; I1=0,8λМIЯН. Затем необходимо построить диаграмму пуска. Для этого предварительно задаемся значением тока переключения I2 = 1,2IНЯ. В соответствии с принятым количеством ступеней при аналитическом расчёте, строим искусственные характеристики таким образом, чтобы переход с одной характеристики на другую происходил при одинаковых для всех ступеней значениях токов I1 и I2 . Если это условие не выполняется, нужно задаться другим значением тока I2 и повторить построение, и так до тех пор, пока не будет выполняться приведенное выше условие. После этого, используя известные соотношения [1,2], находим сопротивления секций и полные сопротивления якорной цепи
; ; (4.21)
; . (4.22)
Можно рассчитывать эти сопротивления по формулам
; ; (4.23)
, . (4.24)
Пуск в три ступени
Если требуется более плавный пуск, то его осуществляют в три ступени и построение пусковой диаграммы производят при больших значениях тока переключения I2=(1,3–1,5)IНЯ. Пуск в три ступени также необходим, когда двигатель имеет λМ=4.
Расчет секций пускового реостата (рис. 4.6)
; ; . (4.25)
Полные сопротивления якорной цепи определяются по выражениям
; ; . (4.26)
Находим сопротивления секций и полные сопротивления якорной цепи из графического построения
; ; (4.27)
; . (4.28)
Можно рассчитывать эти сопротивления по формулам
; ; (4.29)
, . (4.30
Задача №4
Рассчитать и построить графики переходных процессов пуска двигателя, получить зависимости ω(t) и IЯ(t) на каждой ступени пуска, построить графики. Определить время разгона на каждой ступени и полное время пуска. Принять момент инерции механизма
JМЕХ = 0,4 JДВ, тогда расчётный момент инерции J = 1,4 JДВ.
Теоретические положения
Уравнения электрического и механического равновесия при пуске [2]
(4.31)
(4.32)
В выражении (4.31) пренебрегаем падением напряжения в индуктивности
Выразим ток из (4.32)
и подставим в (4.31), в результате получим
Разделим полученное выражение на СФ
Обозначим - электромеханическая постоянная времени – это время за которое двигатель разгонится до скорости идеального холостого хода без нагрузки, - перепад скорости при моменте сопротивления MС.
В результате получим дифференциальное уравнение первого порядка
(4.33)
Решение этого уравнения
(4.34)
где с – постоянная интегрирования, определяется по начальным условиям.
При t=0, будет ω=ωнач, тогда из (4.34) получим
Уравнение для угловой скорости в общем виде
(4.35)
Из (4.32) выразим ток
(4.36)
где IC=MC/СФ – ток нагрузки.
Продифференцируем (4.34)
и подставим в (4.36)
(4.37)
При t=0 , будет i=IНАЧ, тогда получим постоянную интегрирования
Подставим полученное выражение в (4.37) и получим общее уравнение расчёта переходного процесса тока
(4.38)
Для определения времени на каждой ступени пуска в границах изменения пускового тока от I2 до I1 в(8) принимаем IНАЧ=I1 и i=I2
(4.39)
где TMx – электромеханическая постоянная времени на данной ступени пуска, tx – время разгона на этой ступени.
Из (4.39) найдём
(4.40)