Теорія ЕП_К4С2(8) / Пр / ПР№6_ТЕП_укр

Практична робота №6

РОЗРАХУНОК ПУСКОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТА ЧАСУ ПЕРЕХІДНОГО ПРОЦЕСУ ПРИ ВИХОДІ НА ПРИРОДНУ ХАРАКТЕРИСТИКУ

ДВИГУНА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ З НЕЗАЛЕЖНИМ ЗБУДЖЕННЯМ

При включенні в мережу ДПТ у початковий момент якір нерухливий, а, отже, E 0. У цих умовах струм якоря (пусковий струм) обмежується тільки електричним опором обмоток і щіткових контактів у колі якоря

Iя U .

Rя

Так як величина опору якоря мала, пусковий струм двигуна може в 10-40 разів перевищувати номінальний струм двигуна. Таке перевищення початкового пускового струму неприпустимо, тому що веде до перегріву обмоток, появі занадто великого пускового моменту, який виявляє на якір і рухливу частину електропривода ударний вплив, що може привести до механічного ушкодження частин електропривода, що рухаються. При більших значеннях струму порушуються нормальні умови комутації, а це може привести до ушкодження колектора.

Зменшення пускового струму, можливо двома способами: зниженням напруги живильної мережі або підвищенням опору якірного кола (рис. 1).

При введенні в коло якоря зовнішнього опору початковий пусковий струм буде визначатися виразом

Ія Rя URдоб .

Таким чином, можна підібрати опір резистора, при якому початковий пусковий струм Іп не перевищить припустимого значення, який звичайно

становить два номінальні значення Іп 2 2,5 Ін.. Обраний опір, щоправда, задовольнить тільки початку пуску, тому що в обмотці якоря при обертанні почне виникати ЕРС двигуна, величина якої пропорційна швидкості обертання.

Щоб підтримувати пусковий струм, а, отже, і пусковий момент на колишньому рівні, необхідно зменшити опір резистора. Із цією метою в ланцюг якоря включають резистор змінного опору, який називається пусковим реостатом зі ступеневим регулюванням опору. У цей час ручний пуск застосовується для керування крановими двигунами, з метою створення знижених швидкостей підйому, або спуска. На інших механізмах, в основному, застосовується автоматизований пуск за допомогою контакторів, які в процесі пуску шунтують елементи пускового реостата при перемиканні його ступенів.

Розглянемо процес пуску двигуна із застосуванням пускового реостата на три ступені (Z=3). Контроль пуску звичайно виконується у функції струму. Струм, відповідний до моменту М1 називають струмом перемикання. Значення пускових струмів звичайно приймають ( залежно від механізму та застосовуваного двигуна) рівними

Для двигунів краново-металургійної серії значення пускових струмів може бути збільшене. Розрахунки пускових ступенів можуть бути виконані графічно та аналітично (рис. 2).

відрізках:

R1* deae , звідси R1 R1* Rн;

R2* сaed , звідси R2 R2* Rн; R3* bcae , звідси R2 R2* Rн;

де номінальний опір двигуна

Rн Uн .

Iн

Сумарний опір реостата

Rзаг R1 R2 R3.

Аналітичний метод

При розрахунках форсованого режиму пуску звичайно величину пускового струму ухвалюють близькій або рівній гранично-припустимому за паспортним даними, тобто

Іп Ін.

Уцьому випадку задаються числом ступенів пускового реостата Z і розраховують величину , що визначає раціональне співвідношення між

струмами Іп і Ін

1 Z ІпUнRя .

Потім розраховують значення струму перемикань

І1 Іп .

Якщо режим пуску нормальний, то задаються величиною струму перемикань, а співвідношення розраховують зі співвідношення

1 Z 1 ІпUнRя .

Після цього визначають початковий пусковий струм

Іп І1 .

Розрахунки опорів ступенів виконують по формулах

Розглянемо практичну задачу

природню електромеханічну І характеристики.

Розв’язок

Для побудови механічної та електромеханічної характеристик необхідно розрахувати координати двох точок: ідеального холостого хода он,0 та номінальної швидкості н,Мн , причому під Мн варто розуміти електромагнітний момент Мн kФн Ін , котрий відрізняється від моменту на валу Мвн на величину моменту втрат холостого ходу

Мх Мн Мвн.

Швидкість ідеального холостого ходу при номінальному потоці

он Uн ,

kФн

де kФн – номінальний коефіцієнт ЕРС двигуна.

kФн Ен Uн Iн rя .

н н

Якщо опір кола якоря rя rоя rдп rко не приведено в каталозі, його можна розрахувати наближено до умови наближеної рівності постійних та змінних втрат в номінальному режимі роботи двигуна.

Тоді

kФн Uн Iн rя 100 100 0,1 1 В с.

н 90

Швидкість ідеального холостого ходу

он Uн 100 100 с-1.

kФн 1

Номінальний електромагнітний момент

Мн kФн Ін 1 100 100 Нм.

Вибираємо базові величини

Uб Еб Uн 100 B,

Iб Iн 100 А,

kФб kФн 1 B с,

б он Еб 100 100 с-1, kФб 1

Мб kФб Іб kФн Ін Мн 100 Нм,

Для забезпечення мінімального часу перехідного процесу двигун має працювати з критичним моментом Мдоп, обмеженим умовами комутації струму якоря. Для запропонованого двигуна Мдоп 250 Нм

М1 Мдоп 2,5;

М2 М1 1,5872,5 1,575 Нм.

Максимальний момент пускової діаграми М1 Мдоп.

Визначимо момент перемикання М2 пускової діаграми.

Перевіримо правильність розрахунку

R4 R3 0,159 0,1 Ом.

1,587

Розрахуємо повний опір якірного кола

Величини ступенів опорів

R1доб R1 R2 0,4 0,252 0,148 Ом;

R2доб R2 R3 0,252 0,159 0,093 Ом;

R3доб R3 rя 0,159 0,1 0,059 Ом.

Максимальний струм пускової діаграми

Струм перемикання вірної пускової діаграми

Правильна пускова діаграма представлена на рис. 3.

Рисунок 3 – Правильна пускова діаграма

Значення додаткових опорів R1доб,R2доб,R3доб пропорційні відрізкам по осі швидкості між характеристиками при номінальному моменті.

Час пуску (наближений, якщо розгін виконувався під дією середнього

пускового моменту до швидкості на природній характеристиці, яка відповідає

цьому моменту)

Мпер М1 2М2 2,5 21,575 2,04;

пер 1 Мпер rя 1 2,04 0,1 0,8;