2.1. Розрахунок структурної схеми двигуна

Розрахунковий опір якірного ланцюга двигуна , Ом, складає:

(1)

де – опір обмотки якоря при 15ºС,Ом;

–опір додаткових полюсів при 15ºС,Ом;

–опір обмоток трансформатора, приведений до ланцюга випрямленого струму, Ом;

–опір за рахунок перекриття анодних струмів, Ом;

–опір щіткового контакту, Ом;

–опір зрівняльного реактора, Ом.

Розрахункове значення напруги вторинної обмотки трансформатора , в,становить:

(2)

де – теоретичне значення ЕРС вторинної обмотки силового трансформатора, В (– відношення напруги силового трансформатора до середнього значення випрямленої напруги. Для трифазної схеми з нульовим виводом приймаємо =0,857) [1] ;

–коефіцієнт запасу, що враховує неповне відкриття вентилів при максимальному сигналі. Приймаємо =1,2 [1] ;

–коефіцієнт запасу з напруги, який ураховує можливе зниження напруги мережі. Приймаємо =1,1 [1] ;

–коефіцієнт запасу, що враховує падіння напруги у вентилях і обмотках трансформатора, а також наявності кутів комутації. Приймаємо =1,05 [1].

Підставивши всі значення маємо:

(3)

Потрібно врахувати, що напруга вторинної обмотки вибраного трансформатора дорівнює розрахунковому значенню. Струм вторинної обмотки трансформатора , А, становить:

(4)

де – коефіцієнт прямокутності струму, що враховує відхилення форми струму від прямокутної. Приймаємо =1,1 [1] ;

–коефіцієнт, рівний відношенню діючого значення лінійного струму вторинної обмотки силового трансформатора до середнього значення випрямленого струму. Приймаємо =0,578 [1] ;

–номінальний струм якоря двигуна, А.

(5)

Сумарний опір обмоток трансформатора Ом і опір, створюваний за рахунок перекриття анодних струмів, Ом, становить:

(6)

(7)

Опір щіткового контакту , Ом, за умови, що падіння напруги на ньому буде дорівнювати2В, визначимо такі:

(8)

(9)

Опір зрівняльного реактора, Ом, становить:

(10)

(11)

(12)

Тоді (13)

Розрахунковий опір якірного ланцюга двигуна, Ом, складає:

(14)

Розрахункова індуктивність якірного ланцюга двигуна, Ом, становить:

(15)

де - індуктивність трансформаторної обмотки, яка знаходиться за формулою:

(16)

Реактивна складова опору трансформаторної обмотки становить:

(17)

де - напруга короткого замикання трансформатора . Приймаємо

=0,095[1] ;

(18)

(19)

Індуктивність обмотки якоря двигуна, Гн, становить:

(20)

де = 5…6 для скомпенсованих машин, приймаємо=5.5[1];

номінальна швидкість обертання якоря двигуна, об/хв,

(21)

Таким чином розрахункова індукція якірного ланцюга становить

.

Електромагнітна стала часу якоря, с :

(22)

(23)

Швидкість обертання валів двигуна та тахогенератора:

(24)

(25)

(26)

(27)

Електромеханічна постійна часу для заданого значення становить:

(28)

(29)

Опір обмотки якоря двигуна , Ом, становить:

(30)

(31)

Передавальний коефіцієнт двигуна:

(32)

(33)

Передавальний коефіцієнт тахогенератора:

(34)

(35)

Приймаємо максимальну напругу керування =10 В.

Для знаходження передавального коефіцієнта тиристорного перетворювача треба використати регульовану характеристику перетворювача, де- максимальне значення ЕРС тиристорного перетворювача при куті керування, що рівний нулю:

(36)

(37)

До мінімальної швидкості при роботі з номінальним навантаженням величина становить:

(38)

де (39)

(40)

(41)

(42)

(43)

Це відповідає ЕРС тиристорного передавача , В:

(44)

(45)

Коефіцієнт підсилення тиристорного перетворювача:

(46)

де - напруга керування. Приймаємо=0,7В[1].

(47)

Аналізуючи роботу тиристорного перетворювача враховуємо його інерційність.

Напруга від’ємного зворотного зв’язку за струмом подається на датчик струму US із шунта якірного ланцюга двигуна. Передавальний коефіцієнт шунта :

(48)

(49)

Двигун доцільно подати у вигляді послідовного з’єднання двох ланок із постійними часу та .

Тоді передавальна функція електродвигуна ( при статичному моменті =0) така:

(50) (51)

Передавальна функція тиристорного перетворювача:

(52)

де - стала часу тиристорного перетворювача, яку приймаємо рівною 0,007 с.[1]

(53)