4.1.3. Построение естественной механической характеристики двигателя постоянного тока

Так как естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока теоретически представляет собой прямую линию, то для построения достаточно определить две ее точки. Одна из которых соответствует номинальному моменту (М=М_н , n=n_н), а другая – скорости идеального холостого хода (М=0, n=n_о).

Тогда уравнение уровня механической характеристики двигателя составит:

n_н=U_н/С_ен-R_я/С_ем·С_м·М_н, об/мин

где n_н –номинальная частота вращения двигателя

U_н –напряжение двигателя, В

С_ен –электрическая постоянная двигателя, В·мин/об

R_я –сопротивление якоря, Ом

С_м –магнитная постоянная двигателя, Н·м/А

М_н –номинальный момент двигателя, Н·м

Электрическая постоянная двигателя определяется формулой:

С_ен=(U_н-R_я·I_н)/n_н, В·мин/об

Где I_н –номинальный ток двигателя, А

С_ен=(440-0,084·355)/400=1,025 В·мин/об

Номинальный момент двигателя определяется:

М_н=9550·Р_н/n_н, Н·м

где Р_н –мощность двигателя, кВт

М_н=9550·136,34/400=3255,12 Н·м

Обороты холостого хода определяются:

n_о=U_н/С_ен, об/мин

n_о=440/1,025=430,1 об/мин

Исходя из полученных данных, строится естественная механическая характеристика двигателя, которая показана на рис. 9.

Рис.9

4.1.4. Расчет и построение эксплуатационных характеристик двигателя.

Для формовочного стана характерными являются не только номинальные величины, но и данные, характеризующие его перегрузочные способности при различных скоростях.

При регулировании скорости двигателя от нуля до номинальной, максимально допустимый ток и момент остаются постоянными:

I_max=_m·I_н, А

М_max=_m·М_н, Н·м

где _m – допустимые перегрузки двигателя

При изменении скорости от нуля до номинальной, мощность возрастает от нуля до номинальной. При дальнейшем увеличении скорости, мощность не изменяется.

Для построения графика зависимости момента от скорости необходимо определить момент при различных скоростях по формуле:

М_i=9550·Р_н/n, Н·м

Момент при n=500 об/мин:

М₁=9550·136,34/500=2604,09 Н·м

Момент при n=3000об/мин:

М₂=9550·136,34/1000=1302,05 Н·м

Момент при n=1800 об/мин:

М₃=9550·136,34/1800=43,43 Н·м

Перегрузка для номинальных величин при n=2500об/мин

_i=М_i/М_н

где М_н – номинальный момент двигателя, Н·м

При n=500 об/мин перегрузка для номинальной величины:

₁=2604,09/3255,12=0,8

При n=1000 об/мин

₂=1302,05/3255,12=0,4

При n=1800 об/мин

₃=723,36/3255,12=0,22

Допустимая перегрузка двигателя при n-ом числе оборотов определяется по формуле:

_i1=·400/400·₁;

_i2=·400/400·₂,

где -допустимая перегрузка по моменту при

n=n_max =1,3

_i1=1,3·400/400·0,8=1,625;

_i2=0,5·400/400·0,4=3,25

Перегрузочные значения по моменту определяются по формуле:

_mi=_ij·n_н/n_i;

_m1=1,625·400/500=1,3;

_m2=3,25·400/1000=1,3;

_m3=1,3·400/1800=0,29

По данным расчета, проведенного выше, строится эксплуатационная характеристика двигателя для номинальных и максимально допустимых величин, приведенная на рис.10.

Рис.10

1. Зависимость номинальных величин от скорости

2. Зависимость максимальных величин от скорости

В связи с тем, что режим работы двигателя формовочного стана продолжительный с кратковременными остановками, то двигатель нецелесообразно проверять по нагреву.

Имеет смысл проверить двигатель по перегрузочной способности.

Первым для этого определяется максимальный момент:

М_кmax=М₁·_m1, Н·м

где М_кmax-максимальный момент двигателя

При nn_н максимальный момент двигателя составит:

М_кmax=2604,09·1,3=3385,3 Н·м

Затем сравнивается перегрузка по моменту при nn_н с допустимой перегрузкой по моменту:

_n,

где _n-перегрузка по моменту при nn_н;

-допустимая перегрузка по моменту.

_n=М_кmax/М_н.

_n=3385,3/3254=1,04

Так как 1,04<1,3, значит _n<l.. Таким образом, двигатель выбран правильно.