Практична робота 2
Тема: Розрахунок і побудова природних і штучних механічних характеристик двигунів постійного струму з послідовним збудженням
1 Мета роботи
1.1 Освоїти методику розрахунку і побудови механічних характеристик ДПС з послідовним збудженням.
1.2 Одержати необхідні практичні навики графічно аналізувати принцип роботи ДПС послідовним збудженням.
2 Матеріально - технічні оснащення
2.1 Карти інструкцій по виконанню практичної роботи (короткі теоретичні відомості, технічні дані двигунів постійного струму).
2.2 Довідкова література.
2.3 Мікрокалькулятор.
3 Порядок виконання роботи
3.1 Ознайомитися з теоретичними відомостями.
3.2 На загальному прикладі освоїти методику розрахунку і побудови МХ ДПТ.
3.3 Вирішити задачу.
3.4 Зробити висновки.
4 Теоретичні відомості
Механічні характеристики електродвигуна є залежністю кутової швидкості його валу від електромагнітного моменту, що розвивається, в сталому режимі роботи, тобто
Електричні двигуни постійного струму засновані на принципі взаємодії струмів, що протікають по дротах якоря, з нерухомим магнітним потоком, створюваним обмоткою збудження полюсів;
На відміну від електродвигуна з паралельним збудженням магнітний потік електродвигуна з послідовним збудженням залежить від струму якоря.
Характеристика електродвигуна з послідовним збудженням м'яка його швидкість знижується із збільшенням навантаження. і поетому потужність і струм зростають у меншій мірі.
Такі електродвигуни менше страждають від перевантаження і менше при цьому навантажують живлячу мережу.
Другою перевагою електродвигуна з послідовним збудженням є те, що при зменшенні навантаження істотно підвищується швидкість обертання, а тому самим - продуктивність робочої машини.
Електрорушійна сила електродвигуна з послідовним збудженням не може досягти значення прикладеної напруги, оскільки при холостому
х
оде,
когда
Розраховувати і будувати механічні характеристики двигунів можна в абсолютних і відносних одиницях.
Відносні величини.
З
а
базу приймають номінальне значення
величини.
Виключення у якого за базу приймається частота ідеального холостого ходу
У теорії і практиці електроприводу застосовують наступні відносні одиниці:
н
апруга
або (1)
де U і Uн - відповідно поточне і номінальне значення напруг.
с
трум
або (2)
де I і Iн - відповідно поточне і номінальне значення сила струму.
о
бертаючий
момент
або (3)
де M і Mн - відповідно поточне і номінальне значення моментів двигуна.
частота обертання для ДПТ послідовного збудження
або (4)
де
и
– відповідно
поточне і номінальне значення кутової
частоти обертання.
Частота обертання для ДПС паралельного збудження (незалежного) і для двигунів змінного струму.
або (5)
або (6)
де
-
кутова частота обертання ідеального
холостого ходу для ДПС паралельного
збудження.
де
и
-
відповідно частота обертань магнітного
поля статора і ротора.
Ковзання і частота обертання в цьому випадку зв'язані виразом:
(7)
або
(8)
Опір
або
(9)
де R і Rн - відповідно поточне і номінальне значення опорів, Ом.
Опір у відносних одиницях можна виразити через відносні величини струму і напруги.
або
(10)
двигуна послідовного збудження виробляються на основі каталожних даних і універсальних характеристик. Ці характеристики є залежностями відносних значень кутової частоти обертання
(крива I)
момент
-
від відносного струму
Приклад
Розрахувати і побудувати природну і штучну механічну характеристику ДПТ послідовного збудження серії МТ - 4 М, що має наступні дані:
додатковий
опір головного кола
Рішення
1. Визначаємо номінальні значення кутової частоти обертання і моменту
2. Скористаємося універсальними характеристиками ДПС послідовного збудження
Таблиця 1 Універсальні характеристики ДПС послідовного збудження
|
0,3 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
|
0,3 |
0,5 |
0,7 |
1,0 |
1,3 |
1,6 |
1,9 |
2,2 |
2,6 |
|
1,6 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
0,9 |
0,89 |
0,85 |
0,81 |
0,6 |
3. Розраховуємо абсолютні значення величин струму, моменту і кутової частоти для побудови природної механічної характеристики із залежністю
Таблиця 2
|
38,4 |
57,6 |
76,8 |
96 |
115,2 |
134,4 |
153,6 |
172,8 |
192 |
|
7,56 |
12,6 |
17,64 |
25,2 |
32,76 |
40,32 |
47,88 |
55,44 |
65,52 |
|
209,28 |
156,96 |
143,88 |
130,8 |
117,72 |
116,4 |
111,18 |
105,95 |
78,48 |
-
кутова швидкість обертання, відповідна
координаті.
У
відповідному масштабі знайдених величин
будуємо графік природної характеристики
МХ
ДПС послідовного збудження
Рис. 3а Природна механічна характеристика ДПТ послідовного збудження
4. Для побудови реостатної штучної МХ користуються або універсальними характеристиками, або значеннями природної характеристики (а саме: струму, моменту, кутової частоти обертання).
5.
Визначаємо значення кутової частоти
обертання
по
формулі, відповідні координатам штучної
характеристики.
(11)
6. Визначаємо значення і по наближеній формулі
(12)
Заповнюємо таблицю 3
|
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
|
10 |
15 |
20 |
25 |
35 |
40 |
50 |
55 |
65 |
|
210 |
160 |
145 |
130 |
120 |
115 |
110 |
105 |
80 |
|
186,9 |
134,4 |
111,65 |
92,3 |
78 |
66,7 |
55 |
44,1 |
26,4 |
- з таблиці 2
У
відповідному масштабі знайдених величин
будуємо графік штучної МХ ДПС послідовного
збудження, (мал. 3б)
Рис. 3б Штучна механічна характеристика ДПС послідовного збудження
Таблиця 4- Вихідні дані до практичної роботи 1
№ Варі-анта |
Типорозмір двигуна |
Потужність, Рн, кВт |
Напруга, Uн, В |
Номинальна частота
|
КПД
|
Rд Ом |
1. |
П-61У4 |
4,5 |
440 |
750 |
81 |
0,1 |
2. |
П-61У4 |
6 |
110 |
1000 |
83 |
0,3 |
3. |
П-61У4 |
6 |
220 |
1000 |
81,5 |
0,4 |
4. |
П-62У4 |
6 |
110 |
750 |
81,5 |
0,7 |
5. |
П-61У4 |
11 |
110 |
1500 |
85 |
0,8 |
6. |
П-61У4 |
11 |
220 |
1500 |
86 |
0,9 |
7. |
П-71У4 |
11 |
110 |
1000 |
79 |
1,1 |
8. |
П-72У4 |
14 |
110 |
1000 |
79,5 |
1,3 |
9. |
П-71У4 |
19 |
220 |
1500 |
84 |
1,5 |
10. |
П-72У4 |
10 |
110 |
750 |
80,5 |
0,2 |
11. |
П-72У4 |
10 |
220 |
750 |
78,5 |
0,5 |
12. |
П-72У4 |
25 |
110 |
1500 |
85 |
2,1 |
13. |
П-72У4 |
32 |
220 |
2200 |
87 |
2,0 |
14. |
П-82У4 |
42 |
220 |
1500 |
86,5 |
2,5 |
15. |
П-91У4 |
19 |
110 |
600 |
78 |
1,7 |
16. |
П-91У4 |
19 |
220 |
600 |
81,5 |
1,5 |
17. |
П-102У4 |
75 |
220 |
1000 |
88,5 |
2,3 |
18. |
П-112У4 |
70 |
220 |
600 |
88 |
1,4 |
19. |
П-112У4 |
85 |
440 |
800 |
87,5 |
2,0 |
20. |
П-112У4 |
85 |
220 |
750 |
88,5 |
2,4 |
