10 Расчет и построение искусственных характеристик электродвига­теля

К искусственным характеристикам двигателя в данном курсовом проекте от­носятся реостатная характеристика для получения пониженной скорости при работе двигателя с полной нагрузкой, а также реостатные характеристики, обеспечивающие заданные условия пуска и торможения.

Поскольку все искусственные характеристики являются реостатными, а рео­статные характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором на рабочем уча­стке характеристики в оговоренных пределах изменения нагрузки (0 - 0.8 М_к) можно считать практически линейными, построение этих характеристик для двигателя по­стоянного тока с независимым возбуждением и для асинхронного двигателя с фаз­ным ротором можно проводить одинаково.

Естественно, что расчет и построение искусственных характеристик двига­теля заканчивается определением величин добавочных сопротивлений, включаемых в якорную или роторную цепи двигателей для получения построенных характери­стик.

1.5Расчет и построение пусковых характеристик двигателя

Включение добавочных сопротивлений в силовую цепь двигателей при пуске необходимо, прежде всего, для ограничения в пределах допустимых значений токов и моментов двигателя. Кроме того, техническим заданием на проектирование элек­тропривода конкретного механизма могут быть введены дополнительные ограниче­ния на проведение операций пуска. Такими ограничениями могут быть величины до­пустимого ускорения, момента, производных ускорения и тока (момента), потерь двигателя и т.п. Все эти ограничения должны быть учтены при построении пусковых характеристик (диаграмм) двигателя.

Наиболее часто встречающимися случаями являются форсированный пуск двигателя с максимальным быстродействием и пуск двигателя с определенным уско­рением, меньшим, чем максимальное. И в том и в другом случае могут быть введены дополнительные ограничения.

Для того чтобы процесс пуска двигателя можно было автоматизировать, же­лательно подобрать ступени пускового реостата таким образом, чтобы пиковые мо­менты и моменты переключения были одинаковыми на всех характеристиках (рису­нок 10.1).

М_с М₂ М₁

Рисунок 10.1

Здесь – критический момент (для асинхронного двигателя с фазным ротором).

М₁ – пиковый момент;

М₂ – момент переключения;

М_с – момент статический;

ω_с – скорость статическая;

а – точка устойчивой работы в статическом режиме.

На характер протекания переходных процессов пуска большое влияние ока­зывает число ступеней пускового реостата. Чем плавнее требуется протекание пере­ходных процессов, тем меньше должна быть разница между пиковым моментом и моментом переключения, тем больше будет ступеней пускового реостата.

Если при ручном управлении с помощью силовых кулачковых контроллеров увеличение числа ступеней увеличивает стоимость электропривода незначительно, то при автоматическом контакторном управлении, когда каждая лишняя ступень до­бавляет в схему контактор и реле, увеличение стоимости электропривода будет за­метным. Кроме того, при большом количестве ступеней пускового реостата суммар­ное время срабатывания контакторов заметно увеличивает длительность переходных процессов.

Учитывая вышесказанное, при автоматическом контакторном управлении, которое предполагается в проектируемых электроприводах, рекомендуется приме­нять не больше трех пусковых ступеней.

Построение пусковых диаграмм двигателя постоянного тока с независимым возбуждением и асинхронного двигателя с фазным ротором, имеющего на рабочем участке практически линейные механические характеристики, а также расчет вели­чин сопротивлений ступеней пускового реостата можно произвести двумя спосо­бами: графическим и аналитическим. Построение же пусковых диаграмм двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением, имеющего существенно нели­нейные механические характеристики, производится только графическим способом.