Учебное пособие 800587

по формуле Клосса

На рис. 7.3 показана естественная механическая характеристика, рассчитанная по формуле Клосса для скольжения 0< S <0,7, а при S >0,7..0,9 использовались паспортные данные пускового и минимального моментов. Последняя характеристика отражает реальную механическую характеристику и приемлема для последующих расчетов.

Из анализа полученных графиков видно, что Мн, Мп, н, незначительно отличаются от паспортных данных. Это связано с тем, что формула Клосса является приближенной и не учитывает конструктивных особенностей двигателя. В связи с

Рис. 7.3

этим целесообразно сравнить полученную характеристику с паспортными данными, предлагаемыми заводомизготовителем.

Естественная электромеханическая характеристика статора

Электромеханическую характеристику тока статора получим по формуле проф. Шубенко

где I1 - ток статора;

I 0 - ток холостого хода;

I1н - номинальный ток статора;

M , S - текущие значения момента и скольжения;

По значениям номинального и критического скольжений получим угловые скорости при 1=78,54 для этих режимов:

н=78,54 (1-0,027) = 76,419 рад/с;

к=78,54 (1-0,155) = 66,366 рад/с.

Для проведения дальнейших расчетов необходимо найти базовое значение величины Zб

Определим абсолютные значения параметров схемы замещения, для чего умножим паспортные значения сопротивлений в относительных единицах на базовую величину:

где R1 – активное сопротивление обмоток статора;

х1 - индуктивное сопротивление обмоток статора;

R2\ - активное сопротивление обмоток ротора, приведенное к статору;

х2\ - индуктивное сопротивление обмоток ротора, приведенное к статору;

х- индуктивное сопротивление намагничивающего контура.

Подставим полученные величины в формулу Шубенко (7.4) и рассчитаем ЕЭМХ тока статора, приведенную на рис.7.4

S

I

Рис. 7.4. Электромеханические характеристики АД: сплошная линия - I `2 (s) ; пунктирная линия - I1 (s)

Естественная электромеханическая характеристика ротора

По формуле (7.9), изменяя скольжение S, рассчитывают ЕЭМХ ротора. Графически данная зависимость представлена на рис. 7.4.

Для асинхронных двигателей с фазным ротором (АДФР) при известных значениях номинального тока ротора, номинального момента и скольжения можно воспользоваться формулой проф. Шубенко для построения I2(S) АДФР.

где I2Н – номинальный ток ротора.

7.2. Естественные механическая и электромеханическая характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ)

Электромеханическая ω = f1(Iя ) и механическая характеристика ω = f2(M) двигателя постоянного тока с независимым (параллельным) возбуждением (рис.7.5) приведены ниже:

где ω – угловая скорость якоря электродвигателя, с-1 U – напряжение, приложенное к якорной цепи, В; Iя – ток якоря электродвигателя, А;

Фн – номинальный магнитный поток, создаваемый в электродвигателе при протекании номинального тока по обмотке возбуждения, Вб;

К – конструктивная постоянная электродвигателя; М – электромагнитный момент, развиваемый электродвигателем,

Н·м;

Рис. 7.5. Схема электрическая принципиальная двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Rяц – сопротивление цепи якоря, Ом;

Rяц = Rя+RДЯ+Rдп+Rко ,

где Rя – сопротивление обмотки якоря, Ом;

– добавочное сопротивление в цепи якоря, Ом;

,Rко – соответственно, сопротивления обмоток дополнительных полюсов и компенсационной обмотки, Ом.

Е – электродвижущая сила (э.д.с.) машины постоянного тока и направлена навстречу напряжению U, В;

Анализируя уравнения (7.11) и (7.12), видим, что это уравнение прямой линии.

Естественными характеристиками двигателя являются механические (электромеханические) при номинальных значениях напряжения, потока и отсутствии внешних резисторов в якорной цепи, например, формулы (7.11) и (7.12), и, соответственно, искусственными будут являться механические (электромеханические) характеристики при отличных от номинального значения напряжения сети, потока двигателя (при введении внешнего резистора в цепь обмотки возбуждения) или при введении внешнего резистора в якорную цепь.

Величина Uс/(К·Ф) = ωо называется скоростью идеального холостого хода, а соотношения:

.

Номинальный статический перепад

не= 166,6 – 157 =9,6 с–1.

Рассчитанная естественная электромеханическая характеристика приведена на рис.7.6.

Поскольку скорость идеального холостого хода определена, номинальная скорость двигателя приведена в его паспортных данных, то построить механическую характеристику не представляет значительных трудностей. Для этого по оси абсцисс откладывается номинальный момент, которому соот-

Рис. 7.6. ЕЭМХ двигателя 2ПФ-160МУ4

ветствует номинальная скорость (одна из точек механической характеристики).

Для построения естественной механической характеристики

7.3. Искусственные механические характеристики

Искусственные характеристики в двигательном режиме, как правило, связаны с регулированием скорости для обеспечения точного останова электропривода или согласно требованиям технологического режима исполнительного механизма рабочей машины.

Точный останов исполнительного органа

В табл. 7.1 приведены погрешности для различных классов точности.

Таблица 7.1

Для обеспечения точного останова электропривода

необходимо снижение частоты вращения вала двигателя до скорости

ост.

Определим среднюю остановочную скорость.

ta, t – суммарное среднее значение и максимальное отклонение времени срабатывания всех последовательно действующих в схеме управления аппаратов

а1, а – среднее значение (принято равное допустимому) и максимальное отклонение ускорения

vост, v – среднее значение и максимальное отклонение скорости

Sдоп – допустимая неточность остановки kп – поправочный коэффициент.

Согласно /3/, примем