ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

Контрольная работа№1

по дисциплине «Электрические машины»

Вариант№49

Выполнил

2002г.

Исходные данные:

Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением имеет номинальные данные:

напряжение якоря, U_н, В 110

ток якоря, I_н, А 82

мощность, Р_н, кВт 7,5

коэффициент полезного действия, , 0,83

скорость вращения, n_н, об/мин 3000

перегрузочная способность по току, , 2,5

сопротивление цепи якоря, R_Я, Ом 0,1

момент инерции по валу, J, кг·м² 1,2

Рассчитать

1. Параметры для естественной М.Х.

2. Сопротивления для пуска двигателя с токоограничением при числе ступеней m, равном 4.

3. Сопротивление динамического торможения в одну ступень.

4. Сопротивление для реверса (противовключение), в том числе – его добавку к ступеням пускового реостата.

5. Напряжение якоря, допустимое для прямого пуска.

6. Начальный тормозной момент двигателя при уменьшении напряжения якоря скачком до U/U_н = 0,6. Определить предельно допустимое значение этого напряжения.

7. Параметры М.Х. двигателя с неноминальным магнитным потоком для увеличения скорости = 1,3 раз. Определить при этом допустимое значение электромагнитного момента при номинальном токе якоря.

8. Параметры М.Х. двигателя, обеспечивающие уменьшение его номинальной скорости в D = 5 раз при номинальном токе якоря.

9. Отклонение скорости на механических характеристиках с параметрами по пункту 8 на 20% от номинального значения.

10. Потери мощности и КПД двигателя при работе с номинальным моментом нагрузки на М.Х. с параметрами по пунктам 7 и 8.

Построить

Механические характеристики: естественную, реостатного пуска, динамического торможения и противовключения.

Искусственные М.Х. с параметрами для условий пунктов 6 и 7 задания.

Временные диаграммы изменения скорости и момента двигателя для циклов работы:

а) пуск без нагрузки (вхолостую), приём нагрузки, работа при номинальной нагрузке, сброс нагрузки, торможение притивовключением до остановки.

б) пуск, работа, динамическое торможение в одну ступень до остановки – всё при номинальной нагрузке.

Для диаграмм определить длительности переходных процессов: на каждой ступени пуска, пуска в целом, приёма и сброса нагрузки, тормозных режимов. Отдельно установить время торможения «выбегом» без нагрузки.

Решение вопросов, поставленных в контрольной работе

1.Параметры и величины, определяющие естественную

механическую характеристику

Кроме паспортных данных двигателя естественной М.Х. необходимы значения скорости идеального холостого хода _{0 е}, электромагнитного номинального моментаМ _ни электромагнитной постояннойс.

Определяем эти величины:

1.1.

где

2. 

2. 

Кроме найденных величин потребуются:

2. Номинальный момент на валу двигателя

1.5. Момент холостого хода

1.6. Момент холостого хода в долях и процентах от номинального электромагнитного момента

Момент холостого хода обусловлен сопротивлением трению в подшипниках и щётках, потерями на гистерезис и вихревые потоки и аэродинамическим сопротивлением вентиляции.

7. Коэффициент жесткости естественной М.Х.

Естественная М.Х. этого двигателя относится к категории «жестких», т.к. жесткие должны иметь <10% (при других показателях М.Х. считают мягкими).

Строится естественная характеристика по двум точкам с координатами и. Показана на рис.4 и 5, обозначена буквойе.

2.Расчёт сопротивлений пускового реостата

1. Выбираем величину пускового тока I₁ по критерию

. Принимаем .

2. Полное сопротивление пускового реостата R_n

3. Определяем точное значение

4. Сопротивления ступеней пускового реостата, обозначенных в схеме на рис.1.

Проверка правильности расчётов. Должно быть: