методические указания по контрольной работе / Расчет характеристик двигателя постоянного тока и асинхронного двигателя ЭМС

-напряжение UН=440В;

-мощность РН=32 кВт;

-частота вращения nН=900об/мин;

-ток цепи якоря IЯH=85 А. Требуется

1. Построить естественную механическую характеристику.

2. Определить сопротивление резистора rДОБ, при включении которо-

го в цепь якоря искусственная механическая характеристика пройдет через точку А2 с координатами: MН, n/Н=0,75·nН .

3. Построить искусственную характеристику при включении в цепь якоря добавочного резистора сопротивлением r//ДОБ=1,25·r ДОБ.

Решение 1. Номинальная угловая скорость двигателя:

ωН = π × nН = π × 900 = 94,2 с-1. 30 30

Номинальное значение момента:

Зададимся рядом относительных значений тока нагрузки и по универсальной характеристике (рис.2), определим относительные значения момента М* и частоты n* (табл.1). Пересчитываем значения тока, момента и частоты, умножая относительные значения на номинальное значение параметра. По полученным данным строим естественную механическую характеристику (график, проходящий через точку А1) (рис.3).

2. Рассчитаем требуемое значение частоты вращения n/Н: n/Н=0,75·nН=0,75·900=675 об/мин.

Номинальное сопротивление двигателя:

11

КПД в номинальном режиме:

Сопротивление обмоток в цепи якоря:

RЯ = 0,75 × RH (1 -ηH ) = 0,75 × 5,176 × (1 - 0,856) = 0,559 Ом.

Сопротивление резистора rДОБ:

ЭДС якоря в режиме естественной характеристики (rДОБ=0):

для построения искусственной характеристики с rДОБ=1,154 Ом (табл.2).

По полученным данным М и nи строится искусственная механическая характеристика (график, проходящий через точку А2) (рис.3).

3. Рассчитаем новое значение добавочного сопротивления r//ДОБ: r//ДОБ=1,25·r ДОБ=1,25·1,154=1,442 Ом.

13

Используя данные из табл.1 и по формулам (21), (22), рассчитаем параметры искусственной характеристики при rДОБ=1,442 Ом (табл.3).

График характеристики проходит через точку А3 (рис.3).

Задача 3. Для трехфазного двигателя АИР80В4 построить механическую характеристику в виде зависимости n2 =f(М). Двигатель имеет следующие паспортные данные:

-номинальная мощность двигателя РН=1,5 кВт;

-номинальное скольжение SH = 0,07;

-синхронная частота вращения поля статора n1 = 1500 об/мин;

-кратность максимального момента λМ=МMAX/МН=2,2 Решение Частота вращения ротора в номинальном режиме по (14):

n2 = 1500 × (1 - 0,07) = 1395 об/мин.

Критическое скольжение по формуле (13):

sК = 0,07 × (2,2 ± 2,2 2 - 1)= 0,29 .

Номинальный момент двигателя:

Максимальный (критический) момент двигателя:

МMAX = λМ × МН = 2,2 ×10,3 = 22,7 Н·м.

14

Для построения механической характеристики воспользуемся приближенной формулой Клосса (12) и выражением для расчета частоты вращения ротора (14). Задаваясь значениями скольжения S от 1 до 0 с требуемым шагом, вычисляем величины n и М им соответствующие. Результаты заносим в таблицу 4 и по ним строим характеристику n2 = f(M) (рис.4).

Таблица 4

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Варианты заданий к задаче 1

15

Варианты заданий к задаче 2

16

Варианты заданий к задаче 3

17

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Какие характеристики двигателей называют механическими и электромеханическими?

2.Как связаны между собой угловая скорость и частота вращения? В каких единицах они измеряются?

3.Какой вид имеют характеристики для ДПТ НВ и как они строятся?

18

4.Как выглядят уравнения естественной механической и электромеханической характеристик для ДПТ НВ?

5.В чем особенность механической характеристики ДПТ ПВ? В чем заключается алгоритм их построения?

6.Как выглядит уточненная и приближенная формулы Клосса? Какой вид имеет механическая характеристика АД?

ЛИТЕРАТУРА

1.Фролов Ю. М. Сборник задач и примеров решений по электрическому приводу / Ю. М. Фролов, В. П. Шелякин. - М.: Лань , 2012 – 368 с.

2.Кацман М.М. Электрический привод: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования. – М.: Издательский центр «Академия»,

2011. – 384 с.

3.Москаленко В.В. Электрический привод: учеб. пособие для проф. образования. – 5- е изд.. – М.: Издательский центр «Академия», 2011. – 368 с.

4.Онищенко Г. Б. Электрический привод / Г. Б. Онищенко. - М.: Академия,

2011. – 288 с.

19

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА И АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электромеханические системы» для студентов специальности 220201 и направления 220400 заочной и заочной (сокращенной) форм обучения

Саратовский государственный технический университет 410054, г.Саратов, ул.Политехническая, 77 Копипринтер БИТТиУ, 413840, г.Балаково, ул. Чапаева, 140

20