3.7 Расчет искусственных электромеханических и механических характеристик дпв.

Аналитическим путем рассчитать искусственные характеристики ДПВ с необходимой точностью нельзя из-за невозможности учета влияния насыщения. Поэтому для расчетов пользуются графическими и графоаналитическими методами. Для расчетов необходимо знать паспортные данные двигателя и иметь универсальные характеристики в именованных или относительных единицах.

Аналитический расчет искусственной характеристики без учета насыщения машины можно сделать исходя из следующего:

;

Разделив ω_u на ω_е, получим:

; Отсюда

Задаваясь током I_Я, по универсальной характеристике находится ω_е, а затем вычисляется ω_u при введеном в цепь якоря R_доб и т.д. По полученным точкам строится искусственная характеристика. Полученную характеристику (кривую) с помощью универсальной характеристики можно перестроить в механическую характеристику. Однако это будет зависимость ω не от электромагнитного момента, а от момент на валу.

Графический метод расчета и построения искусственной характеристики, соответствующей введению в цепь якоря добавочного сопротивления, основан на том, что при неизменном токе в цепи якоря (или при постоянстве моменте на валу двигателя) скорость вращения двигателя пропорциональна сопротивлению якорной цепи. Это положение вытекает из уравнения электромеханической характеристики:

.

Если при регулировании скорости поддерживать , то Ф двигателя будет неизменным, следовательно, постоянным будут

и , тогда

Т.е. скорость двигателя при является линейной функцией сопротивления цепи якоря.

Для построения искусственных характеристик в I квадранте строится естественная электромеханическая характеристика двигателя. По оси абсцисс влево от начала координат откладывается сопротивление цепи якоря. Во II квадранте проводится вертикальная линия, отстоящая от начала координат на расстояние (0а, рис. 3.7.1), соответствующее в масштабе сопротивлению двигателя .

Задаваясь некоторым значением тока I_Я1, проводится вертикаль до пересечения с естественной характеристикой в т.1. После этого в осях ω и R строится прямая , соответствующая току: Одной из точек этой прямой является т.1'. Другая точка находится на оси абсцисс. Ей соответствует ω=0 при. Сопротивление якорной цепи при ω=0, соответствующее этой точке равно:

т.к. при ω=0 Е также =0.

Откладывая на оси абсцисс значения этого сопротивления, получим т.1''. Соединяя прямой точки 1' и 1'', получим искомую зависимость при. Аналогично строятся прямые для значения токов I_Я2, I_Я3 и т.д.

Для построения искусственной характеристики, соответствующей сопротивлению якорной цепи R=R_Х, по оси абсцисс откладывается величина этого сопротивления (см. рис. 3.7.1) и через точку Х проводится вертикаль, пересекающаяся с прямыми ,и т.д. в точках b, c, d. Она определяет скорости вращения двигателя на искусственной характеристике при соответствующих значениях токов. Перенеся эти точки на вертикали,,, получим точки e, g, f и т.д. Соединяя плавной кривой эти точки, получим искусственную характеристику.

3.8 Расчет пусковых сопротивлений для якорной цепи 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 или моментаи тока переключенияили момента. Через них проводятся вертикали до пересечения с естественной характеристикой. Влево от начала координат откладывается отрезок оа, выражающий в соответствующем масштабе сопротивления двигателяи через т. «а» проводится вертикаль. Далее через точки пересечения вертикалей с естественной характеристикой проводятся прямые, параллельные оси абсцисс, до пересечения с вертикалью, соответствующуюR_д, в точке c и d.

В том же масштабе, что и R_д, откладываются отрезки и. Соединяя точки «е» и «с», а также «g» и «d», получим прямые, характеризующие зависимостьпри токах I₁ и I₂.

Для определения числа пусковых ступеней и величины их сопротивлений, проводится вертикали ef, nk, pm до пересечения с наклонной прямой gd. Точки f, k, m определяют скорости перехода с одной характеристики на другую. Проводятся, также горизонтальные линии, пересекающие наклонную ес в точках n, p, c. Построение считается удачным, если последняя горизонталь (m-c-t) проходит через т.С. Если этого не получится, построение следует повторить, изменив значение тока I₂, следовательно, этим самым и наклон прямой gd.

На данном построенном графике получилось 3 ступени реостата. Из построения ясно, что отрезки fn, kp, mc соответствует сопротивлению 1-й, 2-ой и 3й ступеням реостата. В момент пуска (ω=0) ток в якоре I₁ (момент М₁), а сопротивления цепи якоря . При разгоне до скорости ω₁ ток (момент) будет уменьшаться, а величина сопротивления якорной цепи не изменится. В точке f сопротивление то же, а ток равен I₂ (момент М₂). При скорости ω₁ происходит отключение первой ступени. Общее сопротивление якорной цепи становится равным отрезку nr, а ток вновь достигает значения I₁ и т.д. пока двигатель не станет работать на естественной характеристике.