1. Механіка електроприводів 4

2. МЕХАНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ 22

М. 35

зо 35

женням типу 2ПН250М (Р_н = 37 кВт, £7 = 220 В. /_н= 198 А, п_к = 1000 об/хв, Я = 0.082 Ом), який працює на природній 36

сер = Т943ТУ ,_tft562 152

Гальмування здійснюється з пос­лідовним збудженням (з самозбуд- Рис.3.7 женням); початковий струм у колі якоря при переході в режи>- динамічного гальмування досягає і = 185 А. Статичний момеИ

да валі двигуна - реактивний, постійний і дорівнює М_с = 320

Н.М- Момент інерції механізму, приведений до валу двигуна, J = 1.1 кг.м². При розрахунку користуватись універсальними

характеристиками (рис.Д.З).

34. Розрахувати графоаналітичним методом і побуду­вати залежності © = ^ (0 та т = £ (і) при пуску в два ступені двигуна постійного струму зі змішаним збудженням типу ДП- 21 = 5.5 кВт, £7 = 220 В, І_в = 31.5 А, л_н = 1470 об/хв, Я_я + і?_дп = 0.531 Ом, Я = 0.072 Ом, Я = 228 Ом, J = 0.125 кг.м²).

■ ⁷ пос ⁷ пар ¹ д ^;

Максимальний струм перемикання у колі якоря / = 62 А. Ста­тичний момент на валі двигуна змінюється за законом М % = 20 + 80(_ш / ф_к)². Момент інерції механізму, приведений до валу двигуна, / = 0.3 кг.м². При розрахунку користуватись універ­сальними характеристиками, зображеними на рис. Д.6.

34. Розрахувати й побудувати графіки перехідних про­цесів о = / (І) та / = £ (7) при розгоні двигуна постійного

1 .Я .а-

струму з незалежним збудженням потужністю Р = 21 кВт (ІІ_к = 220 В, /_н= 113 А, я_н = 980 об/хв, Я^ = 0.072 Ом, / = 0.95 кг.м²) при номінальному потоці збудження і введеному в коло якоря додатковому резисторі з опором і?_д1 = 0.93 Ом. Двигун розганя­ється з постійним статичним моментом на валі М = 120 Н .м;

с "

момент інерції механізму, приведений до валу двигуна, /_{м пр} =

3. кг.м². Перехідні процеси розрахувати для двох випадків:

• коли індуктивністю кола якоря знехтувати, Ь = 0;

• коли індуктивність кола якоря X = 0.12 Гн.

Розв’язок

Сумарний опір кола якоря

Я_як = Я_яд + Д_д1; Я_як = 0.072 + 0.93 = 1.002 Ом Сумарний момент інерції, приведений до валу двигуна

^пр ⁼ *^д + ^м пр? Лір = 0-95 + 2.3 = 3.25 кг - м².

Номінальна кутова швидкість

ш_н = 7с - я_н/30; со_н = тс • 980/30 = 102.6 рад/с. Конструктивний коефіцієнт

_л 220 - 0.072 • 113 _п , сФ„= гг— = 2.06 В-с/рад.

сф = ^ин ^^{яд 1н} :

© _н 102.6 Кутова швидкість ідеального неробочого ходу

©о = и_я/_СФ _н : со₀ = 220/2.06 = 106.8 рад/с.

Струм в колі якоря при статичному навантаженні

/_с = М_с/сФ _н : /_с = 120/2.06 = 58.3 А.

Кутова швидкість при заданому М на штучній характеристиці

Дяк • ⁷с .

-’0

_1Л, ₀ 1.002-58.3 _ОА . , Ю6.8 = 84.4 рад/с.

сФ_н ^ 2.06

Величина струму в колі якоря при ввімкненні двигуна в мережу /і = и_н/ІІ_як; /і = 220/1,002 = 219.6 А. Електромеханічна стала часу на штучній характеристиці

3.25 • 1.002

= 0.767 с.

Тиі ~ '

7- _ 'Л ф ' ^ЯК і_м 1 ^—

2.06

2

Ин)

Розрахунок перехідних процесів при розгоні двигуна, коли Ь_я = 0 Рівняння перехідних процесів при Ь = 0

ч/Ти

0) — (0 _г +

Початкові умови: при ґ = 0: о = 0; / = /, = 220 А.

^ поч ⁵ по 1

Після підстановки почат­кових значень величин

ш = 84.4 + (0- 84.4) .^^,/а767;

/_я = 58.3 + (220 - 58.3) • <г'/⁰-⁷⁶⁷.

Результати розрахунку зведе­ні в табл. 3.8.

Залежності о = (0 та /_я = Д (/) при Ь_я = 0 нанесені на рис.3.8.

Розрахунок перехідних процесів при розгоні двигуна, коли Ь_я ~ 0.12 Гн. 94

Таблиця 3.8

ї	С	0	0.3	0.6	0.9	12	1.5	1.8	2.1	2.4	2.7
ф	1/с	0	27.3	45.7	58.2	66.7	72.5	76.4	78.8	80.7	82
І я __	А	220	168	132	108	92	81	74	69	65	63

Перехідні процеси при пуску двигуна з індуктивністю в колі якоря можна розділити на дві частини:

1. Якір двигуна не почне обертатись, поки момент приводу не перевищить значення статичного моменту на валі двигуна, тобто поки струм в колі якоря не стане більшим від статичного.

Електромагнетна стала часу кола якоря

Г_я = І_я/іг_як: Т_я = 0.12/1.002 = 0.12 с.

Час запізнення

'’■^г* '»ТгЬг = ⁰¹²'‘"ЙГШ“ ^{0057 с}'

2. Коли струм в колі якоря стане більшим від статичного (^ > /), двигун починає обертатись, перехідні процеси при цьому описуються такими рівняннями

© = ю_с1 + А_х • є*¹' + А₂ ■ і_я =І_С+В_Г е^аі' + В₂ ■ е^а-'. Корені характеристичного рівняння

• 0.767 -л/о.767² - 4-0.767-0.12

а. =—— ¹-———-—^{: :}— = -1.586 1/с:

2 • 0.767 - 0.12 '

• 0.767 + л/о.767² - 4-0.767-0.12 ,

сх ₃ = —-— = -6.747 1/с,

2-0.767-0.12 ¹

Поскільки 7 > 47, обидва корені характеристичного рівняння °Д^еРЖано дійсні й від’ємні. Отже, перехідні процеси при пуску двигуна Цьому електроприводі будуть аперіодичними заникаючими. Початкові умови: при і = 0; _апоч = 0: /_поч = 7 = 58.3 А.

^ (® с 1 ” ®под **“ ^а2 ’ сі ^{— ю}поц ) _>

¹ оц - 0С2

, (84.4 - 0)/0.767 - 6.747 • (84.4 - 0)

^А>~- * 1.586 + 6.747 ^г-'⁸⁹

_А (^Ю С 1 ~ ^ПОД )/Т_м + ос^ * ^СО _с І - (0_ПОц )

^*2 “ ' ? ^а1 - ^а2

(84.4-0)/0.767-1.586-(84.4- 0)

^1.586^6.747 ~-^⁶ ™^ІС'

0. (А ~ А)/^я " ^а1 ‘ (Лчоц ^_ ^с)

в = ;

^а1 “ ^а2

_ (219.6 - 58.3)/0.12 +1.586 • (58.3 - 58.3) .

^{51 =} Г586 + 6?747 ^{= 260 А;}

„ (^1 ~ ^с)/^ ~ ^а2 ’ (Лтоц ^_ /с)

^2 ;

«1 - <*₂

(219.6-58.3)/0.12 +6.747-(58.3-58.3)

■ " ІШ+І-747 ¹ - -^{260 А}-

Підставивши значення сталих інтегрування і коренів характерис­тичного рівняння, одержимо вирази для розрахунку перехідних процесів

И = 84.4 - 89 • є“¹-⁵⁸⁶' + 4.6 • е~⁶-¹⁴¹¹; і_я = 58.3 + 260 • е~^Ш6{ - 260 • <Г^б747г.

Час досягнення струмом якоря максимального значення

/ ¹ а₂ •(-Дг).

^/макс ~ ¹¹¹

а; - а₂ ^аі ' -®і '

1 , 6.747-260 _Л„_д

іп - = 0.28 с.

^макс - 1.586 + 6.747 1.586-260 Результати розрахунків зведені в табл.3.9

Залежності ^ (і) та і_я — £ {і) при Ь_я = 0.12 Гн нанесені н-¹

рис.З-8, відповідно криві 3 і 4.

34. Розрахувати й побудувати графіки перехідних про­цесів а, - ^ (0 ^та К ~ Ъ (0 Двигуна постійного струму з незалежним збудженням потужністю Р = 21 кВт (і/ = 220 В, /_н = 113 А, и_н = 980 об/хв, Я = 0.072 Ом, У = 0.95 кг.м²) при переході його зі штучної характеристики на природну після закорочення в колі його якоря додаткового резистора з опором Я_л. = 0.93 Ом (див. 3.1.35) в ту мить, коли двигун розігнався до швидкості <в_с1 ⁼

рад/с. Індуктивність кола якоря залишається незмінною рівною Ь_я = 0.12 Гн. Статичний момент на валі двигуна АГ = 120 Н .м; приведений до валу двигуна момент інерції механізму /_мпр = 2.3 кг.м². Двигун працює з номінальним потоком збуд­ження.

34. Розрахувати й побудувати графіки перехідних про­цесів © = / (0 та / = { (0 під час гальмування противмиканням

1 Я X*

двигуна постійного струму з незалежним збудженням типу 2ПН112М (Р_н = 3.6 кВт, і/ = 220 В, / = 20.7 А, п_я = 3000 об/хв, Ли ⁼ 0.776 Ом, / = 0.015 кг.м²) при номінальному потоці збуд­ження і введеному послідовно в коло якоря додатковому резис­торі з опором і?. = 12.5 Ом. Двигун працює з постійним реак-

_г ДІ

тивним статичним моментом на валі АГ = 9.1 Н м; момент інерції механізму, приведений до валу двигуна, /_мпр = 0.1 кг .м². Перехід­ні процеси розрахувати для двох випадків:

• коли індуктивністю кола якоря знехтувати, X = 0;

Ж

“ коли індуктивність кола якоря І = 3.12 Гн,

34. Розрахувати й побудувати графіки перехідних про­цесів © = ^ та ш (/) під час реверсування двигуна Постійного струму з незалежним збудженням типу 2ПН160_Л (Р_н

¹⁶ ^ и = 440 В, / = 41.6 А, п = 2360 об/хв, і? = 0.302 Ом“

д ^{и і} кг.м²) при номінальному потоці збудження і введеному Коло якоря додатковому резисторі з опором ії_д1 = 2.93 Ом. еханізм створює на валі двигуна постійний активний статичний Мент АГ = 61 Н.м; момент інерції механізму, приведений до

валу двигуна, У = 1.1 кг.м². Перехідні процеси розрахував для двох випадків:

• коли індуктивністю кола якоря знехтувати, X = 0;

• коли індуктивність кола якоря Х_я = 0.912 Гн.

34. Розрахувати й побудувати графіки перехідних пре цесів _ш = /| (ґ) та і_я = £ (ї) за час динамічного гальмувань двигуна постійного струму з незалежним збудженням тип 2ПФ132М (Р = 7.5 кВт, и = 220 В, І = 40.1 А, п = 3000 обД,

\ н ⁵ н ⁷ н ⁷ н ¹

Я_яа = 0.234 Ом, У = 0.038 кг.м²) при номінальному потоці збул. ження і введеному в коло якоря додатковому резисторі з опоро?, і?_д1 = 2.53 Ом. Механізм створює на валі двигуна постійнії] реактивний статичний момент М =31 Н м; момент інерції меха-

С

нізму, приведений до валу двигуна, У_мпр = 0.39 кг.м². Перехідн процеси розрахувати для двох випадків:

• коли індуктивністю кола якоря знехтувати, = 0;

• коли індуктивність кола якоря £ = 0.12 Гн. ¹

34. Двигун постійного струму з незалежним збуджен ням типу 2П0132д (Р = 1.6 кВт, *7 = 220 В, / = 10.2 А, п_у = 800 об/хв, Я = 2.63 Ом, У = 0.048 кг.м²) працює з номінальний потоком збудження на природній механічній характеристиці і приводить в рух механім, що створює на його валі постійнії! активний статичний момент М = 15 Н*м. Момент інерції меха нізму, приведений до валу двигуна, У_мпр = 0.3 кг.м². Сумарн: індуктивність кола якоря = 0.452 Гн.

Розрахувати й накреслити графіки перехідних процесів = /(/),/ = £ (V) та т = Дґ) після введення в коло якоря додат-

1 Я -і. З

кового резистора з опором і? =7.1 Ом.