Розрахунок і побудова характеристик електродвигунів

Характеристику електричного двигуна будують в залежності від навантаження для кожного з режимів його роботи.

В довідковій літературі наводяться технічні характеристики електро­двигунів зокрема, його номінальна потужність, номінальна частота обертання, співвідношення між максимальним і номінальним момента­ми, співвідношення між пусковим і номінальними моментами та синх­ронна частота обертання поля.

На характеристику двигуна, крім залежності частоти обертання від моменту, наносяться залежності потужності від моменту, значення ковзання від моменту і інші характерні для двигуна параметри.

З технічної характеристики використовуємо співвідношення між максимальним і номінальним моментами

Співвідношення між пусковим і номінальним моментами

Номінальне значення моменту двигуна визначають за умовою:

- номінальна потужність двигуна за технічною характерис­тикою

- номінальна частота обертання за технічною характерис­тикою

Для електричного двигуна робочою віткою характеристики є вітка від максимальної частоти холостого ходу до максимального моменту. Вітка від максимального моменту до пускового моменту є неробочою.

Знаючи номінальне значення моменту двигуна, знаходимо його максимальний момент

Проміжні точки характеристики для побудови графічної залежності знаходять за залежністю:

S_кр – критичне ковзання двигунів яке відповідає максимальному моменту

S – біжуче значення ковзання

Всі розрахунки зводяться в таблицю 3,

Частота обертання двигуна

- синхронна частота обертання поля

f – частота мережі живлення електродвигуна,

Р – кількість пар полюсів,

Критичне ковзання визначаємо за наступною умовою

- ковзання на номінальному режимі роботи двигуна,

На робочій частині швидкісної характеристики ковзання змінює з невеликим інтервалом в межах від 0,01 до 0,05 так щоб одержати не менше 5 точок робочої вітки характеристики на неробочій вітці харак­теристики ковзання змінюємо через кожну 0,1 до досягнення моменту рівного пускового .

Значення пускового моменту знаходимо із залежності

Потужність при біжучому значенні ковзання знаходять за фор­мулою

- значення моменту і частоти обертання при біжучому значенні двигуна.

Характеристика двигуна будується в лівому правому квадраті якщо машина має чисто механічний привід і як окрема характеристика якщо має гідромеханічний привід.

Таблиця 3

Результати розрахунку швидкісної характеристики електродвигуна

№ п/п	S	n, об/хв	M, кН	N, кВт

Розрахунок тягової характеристики.

Для всіх швидкісних режимів роботи на кожній передачі розрахункового ряду послідовно розраховують:

1). Рушійну силу

; Н

де М_е - крутний момент двигуна для даного швидкісного режиму, Н; i_тр - загальне пе­редаточне число трансмісії на заданій передачі; _тр - к. к. д. трансмісії; r_к - радіус ко­чення колеса, або зірочки, м.

2). Теоретичну швидкість руху

; км/год

або ; м/с

де n_д - частота обертання двигуна.

Для визначення дійсної швидкості будують криву буксування в залежності від тягового зусилля, для цього можна скористатись одним з наведених варіантів:

а) за відносною силою тяги згідно наведеної таблиці 4

Таблиця 4.

Залежність буксування від відносної сили тяги

р		0...0,3	0,4	0,6	0,65	0,7	0,8	0,9	1.0
	для коліс для гусениць	0,21р 0,03р	0,084 0,013	0,136 0,028	0,152 0,036	0,180 0,05	0,270 0,105	0,46 0,24	- 0,57

В таблиці р - відносна сила тяги, що визначається за формулою:

,

де  - коефіцієнт зчеплення;  - коефіцієнт навантаження ведучих частин машини, який приймається: для гусеничних машин  = 1, для колісних машин типу 4  4 = 0,9...1, для колісних машин типу 4  2  = 0,76...0,8; Р_г = Р_к - Р_f - зусилля на гаку ма­шини; G - вага машини.

б) за розрахунковою формулою

,

де Р_к - колова сила тяги, для якої визначається величина буксування; R - нор­маль­на реакція поверхні на колісний рушій; А = 0,11...0,13 - емпіричний коефіцієнт; m = 5...6.

Коефіцієнт В визначається в залежності від коефіцієнта зчеплення за фор­му­лою:

,

де  - коефіцієнт зчеплення ( = 0,6...0,8).

Дана залежність справедлива для роботи колісних машин на сухих щільних ґрунтах.

Для гусеничних машин в аналогічних умовах:

.

При Р_к / R = 1,0 проходить миттєвий перехід з режиму часткового на режим повного буксування.

в) за даними таблиць приведеними в довідковій літературі, наприклад: “Тяговые харак­те­рис­ти­ки сельскохозяйственных тракторов”.

Тоді дійсна швидкість машини визначиться за залежністю:

, м/с (км/год).

3). Тягова потужність:

; кВт, де Р_к - Н, V - м/с.

або

; кВт, де Р_к - Н, V - км/год.

4). Питома витрата палива:

г/тяг. кВт. год.

5) Тяговий К.К.Д.

.

Розрахунки заносяться в таблицю 3.

За даними таблиці 5 будується швидкісна і тягові характеристики машини.

Таблиця 5.

Дані розрахунку для побудови тягової характеристики.

n, об/хв.	Ме, Нм	Nе, кВт	Gт, кг/год	Рк, Н	Vт, м/с (км/год)	Vд, м/с (км/год)	Nт, кВт	gт, г/ кВт.год	тяг
1 передача (ітр = )
nx.x. nн nм
2 передача (ітр = )
nх.х. nн nм
3 передача (ітр = )
nх.х. nн nм