Расчет пусковых сопротивлений для дпв.

Графический метод расчета и построения искусственной характеристики ДПВ может быть использован для расчета сопротивлений пускового реостата.

Порядок расчета следующий: В 1-м квадранте строится естественная механическая или электромеханическая характеристика. По оси абсцисс откладываются величины пускового тока I₁(момента) и тока (момента) переключенияI₂. Через них проводятся вертикальные линии до пересечения с естественной характеристикой. Через точки пересечения проводятся прямые, параллельные оси абсцисс до пересечения с вертикалью ав в точкахcиd. Она откладывается на расстоянии оа от начала координат, выражающем в соответствующем масштабе сопротивления двигателя. В том же масштабе откладываются отрезкии. Соединяя точки е и с, а такжеgиd, получим прямые, характеризующие линейную зависимость между скоростью вращения двигателя и сопротивлением его якорной цепи при измененных токахI₁иI₂.

Для определения числа пусковых ступеней и величины их сопротивлений проводится вертикали ef,nk,pmдо пересечения с наклонной прямойgd. Точкиf,k,mопределяют скорости перехода с одной характеристики на другую. Проводятся также горизонтальные линии, пересекающие наклонную ес в точкахn,p,c. Построение считается удачным, если последняя горизонталь проходит через т.С. Если этого не произойдет, построение следует повторить, изменив значение токаI₂, а следовательно, этим самым и наклон прямойgd.

На приведенном графике получилось 3 ступени реостата. Из построения ясно, что отрезок fnсоответствует сопротивлению 1-й, кр –2-ой иmc-3й ступеням реостата. В момент пуска (=0) ток в якоре равенI₁(соответственно момент М₁), а сопротивления якорной цепи. При разгоне до скорости₁ток (момент) будет падать, а величина сопротивления в якорной цепи не изменится. В т.fсопротивление то же, а ток равенI₂(момент М₂). При скорости₁происходит отключение первой ступени, общее сопротивление якорной цепи становится равным отрезкуns, а ток вновь достигает значенияI1 и т.д. пока двигатель не станет работать на естественной характеристике.

Очень просто и быстро можно определить сопротивления ступеней пускового реостата, имея семейство универсальных характеристик в относительных единицах для ряда значений сопротивления якорной цепи. Отложив по оси абсцисс допустимые колебания тока (момента), осуществляется выбор ступеней сопротивлений ступеней путем подбора подходящих из характеристик или даже путем проведения от руки новых характеристик (в пределах допустимых колебаний момента (тока)), соблюдая при этом пропорциональность в расположении точек между смежными характеристиками.

Расчет тормозных сопротивлений для двигателей постоянного тока.

Величина тормозного сопротивления для ступени противовключения двигателя последовательного возбуждения, которое нужно ввести в цепь якоря для осуществления тормозного спуска груза, может быть определена из выражения допустимого тока якоря, который протекает по якорю в режиме противовключения., откуда, гдеR_Д=R_Я- сопротивление якорной цепи двигателя,R_П– пусковое сопротивление.

Ступень противовключения в тормозном режиме соединяется последовательно с пусковым сопротивлением (см. схему.).

Величина Е_макс, соответствующаяI_допи максимально возможной скорости_макс, определяется из выражения:.

Величина _Енаходится из естественной характеристики по допустимому токуI_доп. Величина_МАКСопределяется из условий двигательного режима, предшествующего противовключению, по минимальной величине М_С.

Тормозное сопротивление для режима динамического торможения ДПВ с независимым возбуждением рассчитывается так же исходя из условий ограничения броска тока в начальный момент торможения до допустимого значения. Т.к. в этом режиме , ибоU=0,то подставляя вместо Е –максимально возможную ЭДС, а вместоI_я– допустимый токI_допполучим, решив выражение относительноR_m:.

Е_максопределяется исходя из следующего: Сначала определяется исходя из двигательного режима ЭДС при номинальной скорости и номинальном токе. Т.к. при динамическом торможении с независимым возбуждением сопротивление в цепи возбуждения подбирается таким, чтобы в ней был номинальный ток, то Е_максбудет во столько раз больше Е_н, во сколько_макс>_н. Поэтому.

В случае торможения в 2 ступени они для 1-го и 2-го пиков тока рассчитываются соответственно по формулам: , где;

, где.

Расчет сопротивления ступени противовключения для ДНВ выполняются так же, как и для ДПВ, с той лишь разницей, что максимальная скорость, с которой двигатель переводится в тормозной режим, принимается равной ₀. Поэтомуи для нерегулируемых двигателей:.

Аналогично сопротивление динамического торможения для нерегулируемых ДНВ

Для регулируемых двигателей за начальную скорость торможения принимается набольшая скорость в двигательном режиме при наименьшем М_с. Тогда.

В случае торможения ДНВ с ослабленным потоком, необходимо учитывать, что до начала торможения двигатель работает с повышенной скоростью _макси ухудшенными условиями коммутации, приводящим к снижению величиныI_доп. Поэтому в расчетные формулы вместоI_допнужно подставлять.

Расчет тормозного сопротивления для режима динамического торможения двигателя смешанного возбуждения (ДСВ) с подпиткой последовательной обмотки ничем не отличается от расчета Rmдля двигателя последовательного возбуждения. Если последовательная обмотка при торможении отключается (шунтируется), в выражении:, подставляется Е_макс, определяемая только потоком параллельной обмотки возбуждения, т.к. при вращении включенного в сеть ДСВ со скоростью₀его ЕДС=U_сетии через последовательную обмотку возбуждения тока не проходит. Поэтому, откуда.

₀берется из естественной характеристики двигателя, а_макс– из той же характеристики по минимально возможному М_С.

Сопротивление включаемое в цепь якоря для режима генераторного торможения с рекуперацией энергии в сеть, в случае ДНВ, когда >0, определяется исходя из следующего:, откуда полное сопротивление якорной цепи:, где_m– скорость, которую нужно иметь при тормозном спуске груза, аI_mтормозной ток, которым задаются.

Тормозное сопротивлении

Можно определить Rmзадаваясь не тормозным током, а тормозным моментом Мm:

Подставляя сюда вместо скорость, с которой желательно спускать груз, равнуюm, а вместо M – величину тормозного момента, получим, откуда.

Математическое описание процессов преобразования энергии

в асинхронном двигателе.

Схема включения АД с фазным ротором и соответствующая ей схема двухфазной модели изображены на рисунках.

Математическое описание процессов эл.механического преобразования энергии в осях иможно получить из ранее приведенных уравнений положив в нихU₂=0 и_к=0.

, где

Эти уравнения используются для анализа динамических свойств асинхронного ЭМП. В установившемся симметричном режиме работы двигателя переменные представляют собой сдвинутые относительно друг от друга по фазе синусоидальные величины, изменяющиеся в осях ,с частотой сети:.

Представим эти переменные в виде вращающихся векторов U_1,I_1,U_1,I_1и т.д. Т.к. переменные фазыотстают от переменных фазына_эл=90, между ними очевидна связь:и .т.д. Учитывая это и имея ввиду, что производная по времени от вектора, неизменного по модулю и вращающегося со скоростью_0эл, может быть получена умножением этого вектора наj_0эл, т.е. например:, уравнения электрического равновесия для фазыстатора и ротора можно представить в виде:

, т.к.

Для анализа статических режимов преобразования энергии выразим потокосцепления ₁и₂через намагничивающий ток:

т.о.

и

Где L_1иL_2- индуктивности рассеяния статорной и роторной обмоток. ПараметрыL₁,L₂,L₁₂двухфазной модели выразим через каталожные параметры реального трехфазного двигателя с помощью соотношений:;;, а с помощью ранее полученных формул обратного преобразования заменим переменные двухфазной модели соответствующими эффективными значениями переменных трехфазного двигателя. Тогда уравнения электрического равновесия примут вид:

.

Поделив обе части на , получим

, или ,

где ;;;;

Этим уравнениям соответствует Т-образная схема замещения, известная из курса эл.машин и упрощенная Г-образная схема.