10.1.3 Расчет и построение пусковой диаграммы двигателя с последова­тельным возбуждением

Поскольку механические и электромеханические характеристики двигателя с последовательным возбуждением нелинейные, аналитического способа расчета и по­строения пусковой диаграммы для него не существует. Расчет сопротивлений рези­сторов для пуска таких двигателей может быть произведен без построения самих реостатных характеристик графоаналитическим методом, основанным на существо­вании линейной зависимости между скоростью двигателя и сопротивлением его якорной цепи при неизменном токе якоря. Это вытекает из уравнения электромеха­нической характеристики двигателя:

. (10.21)

При I = const, Ф(I) = const выражение (10.21) представляет собой уравнение прямой линии.

Порядок построения и расчета пусковой диаграммы (рисунок 10.7) следую­щий:

Рисунок 10.7

1) строится естественная характеристика двигателя (раздел 9.2),

2. исходя из желательных пикового момента и момента переключения при пуске, определенных аналогично рассмотренному в разделе 10.2, задаемся величи­нами пикового тока I₁ и тока переключения I₂ [токи определяются по каталожной за­висимости ] и откладываем их на естественной характеристике (точки h и k),

3. откладываем во втором квадранте по оси абсцисс сопротивление якорной цепи двигателя , сопротивление (точка а) и сопротивление (точка д),

4. проводим через точки h и k параллельные горизонтальные прямые до пересе­чения с вертикалью Af в точках е и f (вертикаль расположена слева от оси ор­динат на расстоянии ),

5. соединяем точки а и е, f и д прямыми линиями, которые и определяют ли­нейную зависимость между скоростью и сопротивлением якорной цепи двигателя при постоянных токах якоря I₁ и I₂,

6. проводятся вертикальные и горизонтальные линии ab, bс, сd, de, кото­рые являются отражением пускового процесса в осях ω и R..

Построение считается правильным, если последняя горизонталь de пройдет через точку e. Если этого не произойдет, необходимо, в зависимости от требований, предъявляемых к процессу пуска, изменить значения токов I₁ и I₂ и повторить по­строение, имея в виду, что при уменьшении разницы между токами I₁ и I₂ количество пусковых ступеней возрастает, и наоборот. При этом должны соблюдаться опреде­ленные ограничения, оговоренные ранее.

После завершения удачного построения определяются величины пусковых резисторов. В масштабе это выражается так:

, , .

При построении пусковых реостатных характеристик поступаем следующим образом. В случае, когда момент (ток) переключения больше номинального или ра­вен ему, характеристику на пусковом участке М₁ – М₂ можно считать линейной, и, соответственно, момент на этом участке будет пропорционален току. Ошибка такой линеаризации при М₂ = М_н не превышает 10% и уменьшается с увеличением М₂. В данном курсовом проекте так можно поступать тогда, когда от электропривода тре­буется максимальное быстродействие или максимально допустимое ускорение дос­таточно большое.

Если момент (ток) переключения меньше номинального, то нелинейность харак­теристик двигателя последовательного возбуждения существенна, и ошибка линеа­ризации превышает 10%. Поэтому необходимо построить реостатные характери­стики на участке М₁ – М₂, определив параметры одной – двух промежуточных то­чек по выражению:

, (10.22)

где – значение промежуточного тока, ,

– скорость на естественной характеристике при токе ,

– скорость на реостатной характеристике при токе .

Здесь момент не будет пропорционален току, и величину его следует опреде­лять по универсальным характеристикам (рисунок 9.2).