Задача 11

Електродвигун постійного струму з паралельним збудженням ха-рактеризується наступними номінальними даними: потужність P_ном, на-пруга на затискачах U_ном, частота обертання n_ном, ККД η, втрати потуж-ності в колі якоря Р_я% і в колі збудження Р_зб % задані в процентах від споживаної потужності P_1ном. Визначити: а) струм у колі збудження I_зб.ном; б) струм якоря I_я.ном; в) струм, що споживається двигуном I_ном; г) номі-нальний момент М_ном; д) пусковий обертовий момент і опір пускового реостату при I_я.п = 2·I_я.ном. Побудувати природну і штучну механічні хара-ктеристики двигуна при опорі в колі якоря R_я.р. = 3·R_я.

Дано: P_ном = 14 кВт, U_ном = 220 В, Р_я = 4 %, Р_зб = 4,6 %, n_ном = 2400 об/хв., η = 0,84.

Розв’язок

Електрична схема двигуна:

Рис. 27. Електрична схема двигуна

а) електрична потужність, що споживається двигуном:

б) номінальний струм обмотки збудження:

в) номінальний струм двигуна:

г) номінальний струм якоря:

д) номінальний момент двигуна:

е) пусковий момент двигуна:

є) опір обмотки якоря:

Опір пускового реостату:

ж) побудова механічних характеристик:

номінальна кутова швидкість обертання якоря:

Конструктивний коефіцієнт двигуна:

Кутова швидкість холостого ходу:

Штучна характеристика:

Пускова характеристика:

Будуємо механічні характеристики двигуна:

Рис. 28. Механічні характристики двигуна постійного струму

Задача 12

Трифазний асинхронний двигун загального призначення серії 4А ввімкнений в мережу з напругою 220/380 В. Визначити: а) схему з’єднан-ня обмоток статора; б) синхронну частоту обертання n₀; в) обертальні мо-менти двигуна, номінальний М_ном, пусковий М_п , критичний М_к, г) потуж-ність, використану двигуном P_1ном; д) номінальний I_ном і пусковий I_п струми в статорі двигуна; е) критичне ковзання S_к; ж) пусковий обертовий момент у випадку пуску при напрузі, рівній 90% від номінальної; з) обертальний момент для ряду ковзання S = S_ном ; S_к; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0. Побудувати графік M = f (S). Дано: P_н = 4000 Вт, U_1ф = 380 В, n_ном = 720 об/хв, η_ном = 0,83, cosφ_ном = 0,7, K_I = I_п/I_ном = 5,5, K_п = М_п/M_ном = 1,9, K_м = = М_max/М_ном = 2,6.

Розв’язування

Обмотки статора з’єднані зіркою.

Синхронна частота обертання магнітного поля статора приймає-ться з ряду: 3000 об/хв, 1500 об/хв, 1000 об/хв, 750 об/хв, 500 об/хв, причому найближча найбільша.

Номінальний момент двигуна:

Максимальний момент двигуна:

Пусковий момент двигуна:

Електромагнітна потужність двигуна:

Струм статора:

Пусковий струм статора:

Номінальне ковзання двигуна:

Критичне ковзання двигуна:

Як відомо момент пропорційний напрузі в квадраті. Напруга понизилась на 10% (тобто стало 0,9 U_1Ф). 0,9² = 0,81. Тобто, пусковий момент зменшився на 19 % (1 - 0,81 = 0,19).

Для побудови механічної характеристики використовуємо форму-лу Клосса, попередньо задавшись значеннями ковзання.

Результати заносимо в таблицю і будуємо графік.

S, в.о.	0	SH	0,2	Sкр	0,4	0,6	0,8	1,0
М, Нм	0	53	138	138	110	83	65	100,7

Частоту обертання при заданому моменті навантаження знаходи-мо з механічної характеристики М = f(s).

Рис. 29. Механічна характеристика асинхронного двигуна М = f(s)

Для значення М_С = 63,6 Нм ковзання становить s = 0,05. Частота обертання валу становить: