Задача 3.22 Для двигателя постоянного тока последовательного возбуждения, имеющего следующие паспортные данные: мощность на валу Р_ном = 185 кВт; ток I_ном = 467 А; КПД _ном= 0,9; частота вращения якоря n_ном = 410 об/мин, рассчитать и построить:

1. естественные механическую и электромеханическую характеристики; определить, как меняется номинальная частота вращения якоря при включении в цепь двигателя добавочного сопротивления R_д = 3,47 Ом;

2. искусственные механическую и электромеханическую характеристики при включении в цепь двигателя добавочного сопротивления R_д = 3,47 Ом; определить скорость двигателя для М_с = 0,74М_ном при включении и отсутствии добавочного сопротивления в цепи двигателя;

3. пусковую диаграмму и определить сопротивления ступеней пускового реостата для двухступенчатого пуска , если допустимое значение тока двигателя I_доп=2I_ном ;

4. диаграмму динамического торможения с самовозбуждением со скорости  = _ном до  = (0,050,07)_ном и определить сопротивления ступеней тормозного реостата для трех-четырех ступенчатого торможения при том же допустимом значении тока двигателя;

5. графоаналитическим методом кривые переходных процессов при пуске и торможении /значение приведенного момента инерции взять из задачи 1/.

Дано:

Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения.

P_ном=185000 Вт - мощность на валу.

I_ном= 467 А - ток.

n_ном=410 об/мин - частота вращения якоря.

η_ном=0,9 - КПД.

J= 0,675кг·м² – момент инерции вала двигателя

Решение:

1. Построение естественных характеристик.

Определим номинальное КПД:

Определим номинальное напряжение:

, где

P_ном – номинальная мощность на валу,

I_ном – номинальный ток двигателя,

- КПД двигателя;

Определим скорость вращения якоря:

,где

- частота вращения якоря

Определим номинальный момент:

Определим постоянную :

Определим сопротивление двигателя:

По значениям таблицы 1 построим универсальные характеристики ^*( I^*) и М^*( I^*) (см. рис.1).

Таблица 1

I*	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4
M*	0,1	0,27	0,47	0,74	1,0	1,3	1,6	1,9	2,22	2,54	2,84	3,1
*	3,0	1,9	1,33	1,11	1,0	0,92	0,81	0,74	0,69	0,64	0,6	0,57

Для значений тока, соответствующих относительным значениям универсальной характеристики /таблица 1/ I_дв = I^*∙I_ном, определяем значения момента М = М^*∙М_ном и угловой скорости _е = ^*∙_ном. Результаты расчета сведем в таблицу 2.

Таблица 2

Iдв	93,4	186,8	280,2	373,6	467	560,4	653,8	747,2	840,6	934	1027,4	1120,8
M	430,9	1163,4	2025,2	3188,5	4308,8	5601,5	6894,1	8186,8	9565,6	10944,5	12237,1	13357,4
е	128,8	81,6	57,1	47,7	42,9	39,5	34,8	31,8	29,6	27,5	25,8	24,5

По значениям таблицы 2 построим естественную механическую характеристику (см.рис.4) и естественную электромеханическую характеристику (см. рис.2).

Находим номинальную скорость вращения якоря при включении в цепь двигателя добавочного сопротивления R_д=3,47 Ом:

Номинальная частота вращения якоря при включении добавочного сопротивления R_д=3,47 Ом:

2. Построение искусственных характеристик.

Определим момент сопротивления:

Ток I_с найдем по универсальной характеристике М^*( I^*) (рис.1) для относительного значения момента М_с^*=0,74 относительный ток: I_с^*=0,8.

Тогда I_c найдем по формуле:

Определим скорость двигателя для I=I_c при отсутствии и включении добавочного сопротивления в цепи двигателя:

- при отсутствии добавочного сопротивления

Воспользуемся универсальной характеристикой ^*( I^*)(рис.1). Для I_с^*=0,8 относительная скорость _ес^*=1,11.

Тогда _ес найдем по формуле:

-при включении добавочного сопротивления

По формуле: определим ряд значений угловой скорости для токов и моментов, используя данные таблицы 2. Результаты занесем в таблицу 3.

Таблица 3

Iдв	93,4	186,8	280,2	373,6	467	560,4	653,8	747,2	840,6	934	1027,4	1120,8
M	430,9	1163,4	2025,2	3188,5	4308,8	5601,5	6894,1	8186,8	9565,6	10944,5	12237,1	13357,4
и	32	-43,6	-77,1	-105	-132,6	-158,8	-173,7	-191,2	-209,6	-225,6	-242,1	-260,3

По значениям таблицы 3 построим искусственную механическую характеристику (см.рис.4) и искусственную электромеханическую характеристику (см. рис.3).