5. Построение диаграммы реостатного пуска двигателя в две ступени и расчет пускового реостата.

Пуск, реверс и торможение ДПТ при питании его от сети обычно осуществляются с помощью релейно-контакторных схем управления. При их автоматизации используются принципы времени, скорости, тока и пути. Существо этих принципов рассмотрим на примере пуска ДПТ по пусковой диаграмме.

Рассчитаем в соответствии с пунктом задания необходимые величины для построения пусковой диаграммы ДПТ при использовании двух ступеней пускового резистора.

Отметим, что все расчеты по построению реостатного пуска двигателя произведены согласно [7].

Первое, что мы делаем – строим естественную характеристику двигателя.

Далее, поскольку не заданы какие – либо специальные требования в отношении величин максимального момента и момента переключения при пуске, то можно задаваться:

М₁ = (2,0  2,5)М_н;

М₂ = (1,2  1,3)М_с;

где М_н – номинальный момент на валу двигателя;

М_с – момент сопротивления на валу двигателя.

Принимаем момент сопротивления равный максимальному среди всех моментов графика статической нагрузки, т.е. М_с = 1,2М_н = 1,224,2 =29,04 Нм. Принимаем, что момент переключения М₂ = 1,1М_с =1,129,04 = 31,944 Нм.

При аналитическом методе расчета определяют отношение пусковых моментов

Поскольку значение момента М₁ не известно, то отношение пусковых моментов можно найти из следующего отношения:

,

где m – число ступеней пуска (согласно условию задания m = 2).

R_н – номинальное значение сопротивления.

Ом

Таким образом,

→

Зная отношение пусковых моментов, находим момент М₁.

Нм

Необходимо проверить, чтобы отношение момента М₁ к номинальному М_н не превышало 2,5.

М₁/М_н = 58,305/24,2 = 2,42

Это отношение равное 2,42 меньше предельно допустимого (2,5), что соответствует требованию задания.

Следующим этапом расчета построению пункта двигателя является расчет величин сопротивлений ступеней пускового реостата. Значения сопротивлений пускового реостата на первой искусственной характеристике равно 5,311 Ом, на второй – 1,881 Ом.

Ом

Ом

Зная значения максимального момента и момента переключения при пуске, найдем соответствующие им значения токов.

(А) (А),

где значение kФ = 2,01(найдено в п.4). Значения ₁= 50 рад/с, ₂=78 рад/с (находим из системы уравнений пункта 4 и ).

Поскольку максимальный ток и ток переключения при пуске известны, то диаграмму реостатного пуска двигателя строим так, чтобы пуск осуществлялся в две ступени

Пусковая диаграмма, иллюстрирующая описанный процесс пуска ДПТ(рис.5):

Рис. 5 Диаграмма реостатного пуска двигателя в две ступени

Рассчитав пусковые резисторы необходимо проверить, чтобы их технические данные удовлетворяли всем предъявленным к ним требованиям (например, проверка по условиям нагрева). Во избежании сложных расчетных формул воспользуемся стандартным рядом сопротивлений.

Согласно [9] имеем, что сопротивление R_д1 (см. схему управления) будет иметь маркировку ЯС4-1,85 (значение сопротивления нестандартное), т.е. применяются ящики резисторов типа ЯС; с фехралевыми элементами. Интересующее нас значение сопротивления подбирается путем последовательного и параллельного соединения сопротивлений ступеней ящика резисторов ЯС4-4,075.

Согласно [9] имеем, что сопротивление R_д2 (см. схему управления) будет иметь маркировку ЯС4-3,48 (значение сопротивления нестандартное), т.е. применяются ящики резисторов типа ЯС; с фехралевыми элементами. Интересующее нас значение сопротивления подбирается путем последовательного соединения ящиков резисторов ЯС4-0,098, ЯС4-0,39 и

ЯС4-3.

В этом же пункте произведем расчет резистора динамического торможения.

Расчет сопротивления резистора динамического торможения можно произвести, исходя из того, что ЭДС двигателя уравновешивается падением напряжения в цепи якоря:

,

где E и I – начальные значения ЭДС и тока двигателя при динамическом торможении.

Сопротивление резистора динамического торможения

.

Здесь при расчетах вместо E нужно подставить максимально возможное значение Е_max , получаемое в начальный момент торможения, вместо I – допустимый в начале торможения ток I_доп.

В таком случае

Практически, если до начала торможения двигатель работал с полным потоком, принимают Е_maxU, а I_доп2.42I_ном. Таким образом R = 5,3 Ом, мощность которого Р = 29,007²5,3 = 4,46 кВт.

Расчет резистора R₅ (см. приложение1) производится из тех соображений, что номинальное напряжение реле времени КТ2 равно 110 В, в то время как к нему прикладывается напряжение до 154 В. Исходя из соображений о времени выдержки этого реле, наименование реле ЭВ-100 (Р_ном = 15 Вт, U_ном = 110 В, I_ном = 0,14 А). Таким образом R₅ = 314 Ом.

Значения резисторов R₁ - R₄ выбираются из соображения, чтобы напряжение и ток на светодиодах удовлетворяли номинальным. Таким образом R₁ - R₄ = 22 кОм.