Б. Расчет механических характеристик с учетом насыщения и изменения потока

Исходя из экспериментальной или универсальной кривой намагничивания для данного типа двигателя, определяют зависимость , задавая значениями (см. рисунок 6-а):

.

Фазовую ЭДС статора определяют из универсальной кривой (рисунок 6-б):

.

При заданном значении находят

.

Индуктивное сопротивление определяется по формуле

.

Задаются значениями тока , подаваемого в статор, и при принятой схеме соединения обмоток статора определяют по формуле

.

Значение принимают равным . Чем больше сопротивление и меньше требуемый момент , тем меньше выбирают значение тока .

Определяют и приведенный ток ротора при заданных , и переменных , :

.

.

По вычисленным данным и находят

.

По этим точкам строят механическую характеристику. Учитывая, что при одном и том же значении момента и постоянного тока сопротивления пропорциональны скольжению, методом пересчета строят желаемую характеристику при , отлично от принятого :

.

Если полученные характеристики отличаются от требуемых, обеспечивающих желаемый режим динамического торможения, то задаются другим значением тока и производят повторный расчет.

6. Выбор предварительной ступени

Для обеспечения пуска двигателя без удара, предварительного натяжения системы привода и выбора зазоров редуктора принимают предварительную ступень реостата. Механическая характеристика предварительной ступени должна пройти через точку с координатами и . В качестве предварительной ступени реостата желательно принять ступень стопорения, если находится в указанных пределах.

7. Выбор реостата

7.1.Схемы соединений пускового (тормозного) реостата

Ступень пускового реостата набирают из секций, которые являются частями реостата, заключенными между коммутационными выводами.

Сопротивление ступеней реостата для двигателей постоянного тока набирают из отдельных секций, включенных последовательно (рис.7а) или параллельно (применяется также смешанное соединение секций).

Для асинхронных двигателей применяют обычно последовательное соединение секций реостата в каждой фазе и включение фаз реостата по схеме “звезда” (рис.7б).

Количество и величину секций реостата определяют по требуемому количеству и сопротивлению пусковых и тормозных механических характеристик. На графике в первом квадрате строят все рассчитанные механические характеристики (ступени) двигательного и тормозного режимов, включая предварительную ступень. Каждой характеристике (ступени) присваивают сквозной порядковый номер, начиная с первого для ступени с наибольшим сопротивлением, обычно это сопротивление предварительной ступени.

На рис.8 в качестве примера построены расчетные реостатные характеристики асинхронного двигателя с учетом, что , динамическое торможение выполняется на ступени реостата , для стопорения принята предварительная ступень .

7.2. Определение расчетных сопротивлений секций реостата

Для двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей при включении реостата по схеме “звезда” требуемое сопротивление секции m реостата

.

Сопротивление последней секции реостата, если число ступеней равно , (т.е. ), определяется для двигателей постоянного тока

;

для асинхронного двигателя

,

где , - сопротивление обмотки якоря и обмотки ротора соответственно.

Рисунок 7

7.3. Время работы ступеней реостата

Ступени реостат работают при различных средних значениях тока в период пуска и торможения, при этом время работы каждой ступени разное. При пуске в период, стопорения , в период равномерного движении с угловой частотой вращения и (периоды и ), а также при торможении (период ) реостат работает на одной из ступеней: , , . Поэтому время работы этих ступеней принимают равным времени соответствующего периода диаграммы скорости.

При реостатном разгоне двигателя от до время работы ступеней реостата определяют по выражению

,

где - приращение угловой скорости при пуске на -ой ступени (берут из графика на рис.8).

Время работ в предварительной ступени принимают равным 0,5с.

7.4. Определение рабочих токов ступеней реостата

По заданной нагрузочной диаграмме, а также рассчитанным пусковым и тормозным диаграммам определяют среднее значение рабочего тока за данный i–й период работы пусковой или тормозной ступени реостата:

,

где - нормальный ток ротора (якоря) двигателя;

- средний момент за j-й период диаграммы (j= 1, 3, 5, 9, 11, 13).

7.5. Расчет эквивалентных токов секций реостатов двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей

Расчет значения и время работы ступеней реостата при данном токе нагрузки сводят в табл.1. В примере рассмотрен семиступенчатый реостат (см. рис.8), где для динамического торможения использована ступень пускового реостата , а для стопорения – предварительная ступень . Кроме того, принято .

Таблица 1

Секция реостата Rдm	Время работы секции при токах Iсрi
	Iпр	Iср1	Iср2	Iср3	Iср5	Iср6	Iср7
1	2	3	4	5	6	7	8
Rд1	0,5	-	-	-	-	-	t7
Rд2	0,5	-	t2	-	t5	t6	t7
Rд3	0,5	t1	t2	-	t5	t6	t7
Rд4	0,5	t1	t2	t3,4	t5	t6	t7
Rд5	0,5	t1	t2	t3,5	t5	t6	t7
Rд6	0,5	t1	t2	t3,6	t5	t6	t7
Rд7	0,5	t1	t2	t3,7	t5	t6	t7

Время работы секции при равно времени работы ступени при том же значении тока. Если при данном токе двигатель работает на нескольких ступенях, например разгон в период , время работы секций реостата

,

где – скорость переключения при пуске на n–й ступени.

По данным таблицы 1 для каждой секции реостата определяют эквивалентный по теплу среднеквадратичный ток m–й секции

.

Учитывая, что длительность работы секций пускового (тормозного) реостата значительно меньше постоянной времени нагрева сопротивлений, при выборе стандартных секций реостат можно принять достаточным условие:

,

где – длительный ток выбранного стандартного ящика сопротивлений.

7.6. Выбор типового ящика сопротивлений

По расчетным значениям секций реостата и эквивалентному току по каталогу выбирают типовые ящики сопротивлений типа НФ-1.

Если , секцию реостата набирают параллельным соединением отдельных элементов ящика сопротивлений. При этом обязательно используют только отводы (присоединения), выполненные в данном ящике. Составляют полную схему включения реостата.