Расчет сопротивлений для якорной цепи днв.

Сопротивления, вводимые в якорную цепь ДНВ могут быть пусковые, тормозные и регулировочные. Рассмотрим метод расчета пусковых сопротивлений, которые вводятся для ограничения пускового тока. При пуске двигателя в ход его ЭДС=0 и пусковой ток определяется только приложенным напряжением и сопротивлением якорной цепи.

Без добавочного сопротивления он может в 10-20 раз превышать номинальный ток, что не допустимо по условиям коммутации.

При пуске с добавочным сопротивлением двигатель работает последовательно на ряде механических характеристик с постепенно уменьшающейся крутизной. Чем больше ступеней пускового сопротивления, тем плавнее разгон. Обычно число их не более 3-5.

Необходимую величину добавочного сопротивления, соответствующего какой-либо механической характеристике, можно найти из уравнения характеристики или непосредственно из графика, т.е. пусковой диаграммы. Действительно, из нее видно, что отрезок аb при моменте М₁ есть падение скорости двигателя при отсутствии добавочного сопротивления в цепи якоря, а отрезок ае соответствует падению скорости при введении добавочного сопротивления, соответствующего пусковой характеристике при =0. Отсюда следует, что эти отрезки в некотором масштабе одновременно характеризуют сопротивление цепи якоря. Следовательно, в этом масштабе отрезок аб определяет сопротивление обмотки якоря, а отрезок ае – полное сопротивление якорной цепи при пуске двигателя в ход.

Вообще расчет пусковых сопротивлений ведется в 2 этапа:

1. Определяется полное сопротивление .

2. Производится разбивка на секции, чтобы двигатель работал на правильной пусковой диаграмме.

Расчет может быть графическим и аналитическим.

При графическом расчете строятся характеристики или , на которых двигатель должен работать в процессе пуска, т.е. строится пусковая диаграмма. Воспользуемся зависимостями . Сначала по паспортным данным двигателя строится естественная характеристика. По оси абсцисс откладываются значения пускового тока I_Я1, тока переключения I_Я2 и тока статической нагрузки I_С. Значения этих токов (соответственно моментов) берутся в пределах .

Соединив т. е с т. ₀, получим пусковую характеристику при работе с полным добавочным сопротивлением. Т.к. ток , двигатель начнет разгоняться, а ток якоря будет уменьшаться. По достижении им значения, равного I_Я2, часть сопротивления отключается, ток скачком возрастает до значения I_Я и двигатель переходит для работы на новой характеристике (от т.d), на которой он будет работать до т.n, где выключается следующая ступень пускового сопротивления и т.д. до выхода на естественную характеристику в т.b. Если это не получится, необходимо изменить значение тока I_Я2 и выполнить построение пусковой диаграммы заново т.о., чтобы переход с последней пусковой характеристики на естественную произошел именно при токе I_Я1 (в т. в). Обозначив сопротивление якорной цепи при пуске R_m (см. схему включения сопротивлений на рис.), на 2-й через R_m-1 и т.д., то сопротивлению R_m на пусковой диаграмме соответствует отрезок ае, сопротивлению R_m-1 – отрезок ad и т.д. Отключаемым на каждой ступени сопротивлениям соответствуют отрезки de,cd,bc. Масштаб сопротивлений можно найти исходя из отрезка ав и известной величины R_Я. Но т.к. отрезок ав невелик и это может вызвать большую погрешность, удобнее находить масштаб по отрезку ае. Этому отрезку соответствует .

Наиболее прост и нагляден расчет пусковых сопротивлений в относительных единицах.

При этом аналогично рассмотренному выше задаются значениями пускового и переключающего моментов М₁, М₂ и строится пусковая диаграмма.

Затем из точки соответствующей моменту =1 проводится вертикаль. Отрезки ее между прямой, соответствующей =1 и каждой данной механической характеристикой дадут значения полного сопротивления цепи якоря на каждой ступени. Например, полное сопротивление цепи якоря при пуске _m соответствует отрезку ав. Отрезки же между соседними характеристиками при =1, дадут величины отключаемого сопротивления на каждой ступени. Величины сопротивления в Омах будут , где R_H – номинальное сопротивление двигателя.

С целью получения расчетных соотношений для аналитического расчета пусковых сопротивлений напишем выражение для скорости ₁ исходя из 1-й и 2-й реостатных характеристик.

, откуда .

Написав аналогично выражения для скоростей ₂, ₃ и т.д. получим ряд равенств:

……………………..

Перемножая правые и левые части и сокращая общие множители, получим:

Это означает, что при правильно рассчитанной пусковой диаграмме имеют место соотношения .

Обозначив отношение через , получим .

При заданной кратности пусковых токов (или моментов) число пусковых ступеней будет равно: .

Для расчета пусковых сопротивлений определяют , задаются величиной  и находят m. Если m получается дробным, его округляют до условного числа и находят новое значение . Общие сопротивления на каждой ступени:

……………………….

Величины сопротивлений, отключаемых на каждой ступени находятся как разность полных сопротивлений:

……………………………………….

Величины  и m могут быть представлены и иначе. Т.к. при Ф=const, i=, то выражая сопротивления в относительных единицах, получим:

т.к. и

Порядок расчета сопротивлений аналогичен вышеизложенному.