12 Расчет естественной характеристики электропривода

С помощью естественной характеристики оценивают возможности двигателя при его работе в механической системе:

– выдерживать предельные значения тока (момента), которые двигатель может развивать кратковременно;

– обеспечивать перевод двигателя в генераторный режим и др.

Расчет естественной характеристики выполняем аналитическим методом.

Каталожными данными двигателя независимого возбуждения являются номинальные данные занесенные в таблицу 2 также характеристики намагничивания двигателей Ф=f(F) и рабочие характеристики – каталожные зависимости от тока якоря I частоты вращения ω=f(I), момента на валу М_в=f(I), мощности на валу Р_в=f(I) и коэффициента полезного действия = f(I).

Механические характеристики двигателя независимого возбуждения прямолинейны и представляются формулой:

Для естественной механической характеристики напряжение равно номинальному U=U_н, поток равен номинальному Ф=Ф_н , сопротивление якорной цепи равно внутреннему (невыключаемому):

(Ом)

Произведение кФ_н также можно определить через каталожные данные:

Электромагнитный номинальный момент двигатель развивает при номинальной частоте вращения _н:

Скорость идеального холостого хода определяется по формуле:

(рад/с)

Номинальный момент на валу двигателя определяется по формуле:

Момент потерь холостого хода:

Естественная механическая характеристика в системе ТП-Д строится по двум точкам (ω_н;М_н) и (ω_0н; М=0)

Рисунок 3 - Естественная механическая характеристика системы ТП-Д.

Естественная электромеханическая характеристика =f(I) определяется соотношением:

Естественная электромеханическая характеристика в системе ТП-Д строится по двум точкам(ω_н;I_н) и (ω_0н; I=0)

13 Расчет параметров схемы включения обеспечивающих работу в заданных точках

При питании двигателя от преобразователя напряжение регулируется плавно. Определение напряжения необходимого для работы двигателя в заданной точке, сводится к возможности обеспечения преобразователем уровня напряжения при различных нагрузках и колебаниях напряжения питающей сети. При работе в системе ТП-Д появляется дополнительное падение напряжения в силовой цепи за счет:

-дополнительных сопротивлений обмоток трансформатора (токоограничивающего реактора);

-возникновение провалов мгновенного значения ЭДС периоды коммутации тиристоров;

-падение напряжения на тиристорах в открытом состоянии.

Падение напряжения на открытых тиристорах для трехфазной мостовой схемы составляет .

Выражение электромеханической характеристики двигателя в системе ТП-Д имеет вид:

(А)

После подстановки W=W_зад, I=I_зад, получают среднее значение выпрямленной ЭДС:

Естественная электромеханическая характеристика системы ТП-Д проходит через точку (W_н,I_н) при напряжении:

Тогда среднее значение напряжения необходимое для работы в заданной точке.

где - угол который соответствует напряжению управления преобразователем U_ун. Базовое напряжение управления преобразователем принимают U_уб=5В при номинальном выходном напряжении преобразователя.

Коэффициент усиления ТП определяют:

Различные скорости вращения двигателя могут быть получены параллельным переносом характеристики системы ТП-Д вниз от естественной.

Полученные зависимости не учитывают режим прерывистых токов, поэтому в зоне малых нагрузок рассчитывать скорости по (64) не рекомендуется.«Граничные» значения зоны прерывистых токов зависят от угла регулирования и параметров схемы выпрямления. Величина граничного тока для трехфазной мостовой схемы (m=6) определяют по приближенной формуле:

Для развода W_зад=ω_р=105 1/c и I=I_зад

Тогда напряжение обеспечивающее работу в заданной точке.