Снятие естественной и искусственных характеристик электропривода
В системе «тиристорный преобразователь-двигатель»
Для снятия естественной характеристики необходимо собрать схему в соответствии с рисунком 1, установив перемычку на контакты X15–X16 и X13–X17 соответственно, и привести переключатели и потенциометры, расположенные на лицевой панели стенда, в исходное состояние. Опыт проводится в последовательности, аналогичной предыдущим опытам. Показания приборов занесем в таблицу 3.
Переведем обороты в минуту в радианы в секунду. В качестве примера расчета приведем перевод скорости для первой строки таблицы 3 согласно формуле (1):
Рассчитаем мощность, подводимую к двигателю. В качестве примера расчета приведем расчет мощности, подводимой к двигателю, для первой строки таблицы 3 согласно
формуле (2):
Рассчитаем электрические потери в якорной цепи ДПТ при сопротивлении якорной цепи двигателя Rя.ц.дв. = 17,5 Ом. В качестве примера расчета приведем расчет электрических потерь в якорной цепи для первой строки таблицы 3 согласно формуле (3):
Рассчитаем мощность на валу двигателя при механических потерях электродвигателя
ΔPмех = 15 Вт. В качестве примера расчета приведем расчет мощности на валу двигателя для первой строки таблицы 3 согласно формуле (4):
Рассчитаем КПД для двигательного режима. В качестве примера расчета приведем расчет КПД для первой строки таблицы 3 согласно формуле (5):
Рассчитаем момент на валу двигателя. В качестве примера расчета приведем расчет момента на валу для первой строки таблицы 3 согласно формуле (6):
Рассчитаем полную мощность, потребляемую из сети:
В качестве примера расчета приведем расчет полной мощности, потребляемой из сети, для первой строки таблицы 3 согласно формуле (9):
Рассчитаем КПД системы «тиристорный преобразователь-двигатель»:
В качестве примера расчета приведем расчет КПД системы «тиристорный преобразователь-двигатель» для первой строки таблицы 3 согласно формуле (10):
Рассчитаем КПД тиристорного преобразователя:
В качестве примера расчета приведем расчет КПД тиристорного преобразователя для первой строки таблицы 3 согласно формуле (11):
Рассчитаем коэффициент мощности системы «тиристорный преобразователь-двигатель»:
В качестве примера расчета приведем расчет коэффициента мощности системы «тиристорный преобразователь-двигатель» для первой строки таблицы 3 согласно
формуле (12):
Результаты расчетов занесем в таблицу 3.
Таблица 3 - Параметры для построения естественной механической характеристики в системе «ТП-Д»
Параметр |
Режим "Вперед" |
Режим "Назад" |
||||||||||
Экспериментальные значения |
||||||||||||
Iя, А |
0,22 |
0,36 |
0,60 |
0,81 |
0,94 |
1,20 |
-0,05 |
-0,12 |
-0,20 |
-0,25 |
-0,27 |
|
Uя, В |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
|
n, об/мин |
1410 |
1388 |
1343 |
1308 |
1287 |
1243 |
1512 |
1534 |
1566 |
1573 |
1592 |
|
Uс, В |
241 |
240 |
240 |
240 |
240 |
239 |
240 |
240 |
240 |
240 |
240 |
|
Iс, А |
0,7 |
0,92 |
1,27 |
1,52 |
1,68 |
1,99 |
0,92 |
0,97 |
1,04 |
1,16 |
1,3 |
|
Pc, Вт |
123 |
157 |
218 |
263 |
292 |
350 |
83 |
114 |
73 |
77 |
71 |
|
|
Расчетные значения |
|||||||||||
Pя, Вт |
44 |
72 |
120 |
162 |
188 |
240 |
-10 |
-24 |
-40 |
-50 |
-54 |
|
Sс, В·А |
168,7 |
220,8 |
304,8 |
364,8 |
403,2 |
475,6 |
220,8 |
232,8 |
249,6 |
278,4 |
312,0 |
|
ΔPэл, Вт |
0,85 |
2,27 |
6,30 |
11,48 |
15,46 |
25,20 |
0,04 |
0,25 |
0,70 |
1,09 |
1,28 |
|
ΔPмех, Вт |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
Pв, Вт |
28,2 |
54,7 |
98,7 |
135,5 |
157,5 |
199,8 |
-25,0 |
-39,3 |
-55,7 |
-66,1 |
-70,3 |
|
ηд, % |
64,0 |
76,0 |
82,3 |
83,7 |
83,8 |
83,3 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
ηтп-д, % |
22,9 |
34,9 |
45,3 |
51,5 |
54,0 |
57,1 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
ηтп, % |
35,8 |
45,9 |
55,0 |
61,6 |
64,4 |
68,6 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
cosφтп |
0,73 |
0,71 |
0,72 |
0,72 |
0,72 |
0,74 |
0,38 |
0,49 |
0,29 |
0,28 |
0,23 |
|
ω, рад/с |
147,7 |
145,4 |
140,6 |
137,0 |
134,8 |
130,2 |
158,3 |
160,6 |
164,0 |
164,7 |
166,7 |
|
Mв, Н·м |
0,19 |
0,38 |
0,70 |
0,99 |
1,17 |
1,53 |
-0,16 |
-0,24 |
-0,34 |
-0,40 |
-0,42 |
|
Аналогично выполняется снятие показаний приборов и расчеты для построения искусственных характеристик при пониженном напряжении тиристорного преобразователя: 170 В и 130 В. Показания приборов, а также результаты расчетов занесем в таблицы 4 и 5.
Таблица 4 - Параметры для построения искусственной механической характеристики в системе «ТП-Д» при Uтп = 170 В
Параметр |
Режим "Вперед" |
Режим "Назад" |
||||||||||
Экспериментальные значения |
||||||||||||
Iя, А |
0,19 |
0,37 |
0,57 |
0,79 |
1,02 |
1,17 |
-0,03 |
-0,12 |
-0,19 |
-0,27 |
-0,35 |
|
Uя, В |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
|
n, об/мин |
1202 |
1169 |
1133 |
1094 |
1052 |
1025 |
1281 |
1307 |
1337 |
1355 |
1391 |
|
Uс, В |
241 |
240 |
240 |
240 |
240 |
240 |
240 |
240 |
240 |
240 |
240 |
|
Iс, А |
0,66 |
0,92 |
1,2 |
1,49 |
1,9 |
1,98 |
0,62 |
0,84 |
1,27 |
0,9 |
1,08 |
|
Pc, Вт |
113 |
149 |
190 |
236 |
285 |
317 |
81 |
68 |
75 |
100 |
127 |
|
|
Расчетные значения |
|||||||||||
Pя, Вт |
32,3 |
62,9 |
96,9 |
134,3 |
173,4 |
198,9 |
-5,1 |
-20,4 |
-32,3 |
-45,9 |
-59,5 |
|
Sс, В·А |
159,1 |
220,8 |
288,0 |
357,6 |
456,0 |
475,2 |
148,8 |
201,6 |
304,8 |
216,0 |
259,2 |
|
ΔPэл, Вт |
0,63 |
2,40 |
5,69 |
10,92 |
18,21 |
23,96 |
0,02 |
0,25 |
0,63 |
1,28 |
2,14 |
|
ΔPмех, Вт |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
Pв, Вт |
16,67 |
45,50 |
76,21 |
108,38 |
140,19 |
159,94 |
-20,12 |
-35,65 |
-47,93 |
-62,18 |
-76,64 |
|
ηд, % |
51,6 |
72,3 |
78,7 |
80,7 |
80,8 |
80,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
ηтп-д, % |
14,8 |
30,5 |
40,1 |
45,9 |
49,2 |
50,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
ηтп, % |
28,6 |
42,2 |
51,0 |
56,9 |
60,8 |
62,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
cosφтп |
0,71 |
0,67 |
0,66 |
0,66 |
0,63 |
0,67 |
0,54 |
0,34 |
0,25 |
0,46 |
0,49 |
|
ω, рад/с |
125,9 |
122,4 |
118,6 |
114,6 |
110,2 |
107,3 |
134,1 |
136,1 |
140,0 |
141,9 |
145,7 |
|
Mв, Н·м |
0,13 |
0,37 |
0,64 |
0,95 |
1,27 |
1,49 |
-0,15 |
-2,62 |
-0,34 |
-0,44 |
-0,53 |
|
Таблица 5 - Параметры для построения искусственной механической характеристики в системе «ТП-Д» при Uтп = 130 В
Параметр |
Режим "Вперед" |
Режим "Назад" |
|||||||||
Экспериментальные значения |
|||||||||||
Iя, А |
0,16 |
0,37 |
0,50 |
0,70 |
0,98 |
1,22 |
-0,07 |
-0,23 |
-0,30 |
-0,40 |
-0,50 |
Uя, В |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
n, об/мин |
937 |
895 |
869 |
930 |
777 |
730 |
1003 |
1047 |
1070 |
1097 |
1128 |
Uс, В |
241 |
240 |
240 |
240 |
240 |
239 |
241 |
241 |
241 |
240 |
240 |
Iс, А |
0,6 |
0,91 |
1,09 |
1,36 |
1,42 |
2,02 |
0,66 |
0,81 |
0,93 |
1,14 |
1,2 |
Pc, Вт |
98 |
133 |
157 |
192 |
240 |
283 |
74 |
88 |
104 |
54 |
50 |
|
Расчетные значения |
||||||||||
Pя, Вт |
20,8 |
48,1 |
65 |
91 |
127,4 |
158,6 |
-9,1 |
-29,9 |
-39 |
-52 |
-65 |
Sс, В·А |
144,6 |
218,4 |
261,6 |
326,4 |
340,8 |
482,8 |
159,1 |
195,2 |
224,1 |
273,6 |
288,0 |
ΔPэл, Вт |
0,45 |
2,40 |
4,38 |
8,58 |
16,81 |
26,05 |
0,09 |
0,93 |
1,58 |
2,80 |
4,38 |
ΔPмех, Вт |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
Pв, Вт |
5,35 |
30,70 |
45,63 |
67,43 |
95,59 |
117,55 |
-24,19 |
-45,83 |
-55,58 |
-69,80 |
-84,38 |
ηд, % |
25,7 |
63,8 |
70,2 |
74,1 |
75,0 |
74,1 |
- |
- |
- |
- |
- |
ηтп-д, % |
5,5 |
23,1 |
29,1 |
35,1 |
39,8 |
41,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
ηтп, % |
21,2 |
36,2 |
41,4 |
47,4 |
53,1 |
56,0 |
- |
- |
- |
- |
- |
cosφтп |
0,68 |
0,61 |
0,60 |
0,59 |
0,70 |
0,59 |
0,47 |
0,45 |
0,46 |
0,20 |
0,17 |
ω, рад/с |
98,1 |
93,7 |
91,0 |
97,4 |
81,4 |
76,4 |
105,0 |
109,6 |
112,1 |
114,9 |
118,1 |
Mв, Н·м |
0,05 |
0,33 |
0,50 |
0,69 |
1,17 |
1,54 |
-0,23 |
-0,42 |
-0,50 |
-0,61 |
-0,71 |
По данным таблиц 3-5 построим механические характеристики, а также зависимости различных КПД от тока якоря и момента на валу двигателя. Графики представлены на рисунках 5-7.
Рисунок 5 – Механические характеристики
Рисунок 6 - Зависимость КПД двигателя от тока якоря
Рисунок 7 - Зависимость КПД двигателя от момента на валу