6 Расчёт пускового сопротивления для двигателя постоянного тока графическим методом

Для двигателя постоянного тока параллельного возбуждения П–81, 220В, Р_н = 32 кВт, n_н =1450 об/мин, R_а = 0,048 Ом, I_н = 173 А требуется рассчитать пусковой резистор по следующим условиям: нагрузочный момент М_с при пуске постоянный и равен 0,85×М_н, пуск нормальный, число пусковых секций резистора m =3.

Решение:

1 Частота вращения идеального холостого хода

n₀ = n_н×U_н / (U_н – I_н×R_а) = 1450×220/(220–173×0,048) = 1506,85 об/мин.

2 Для построения пусковых характеристик выбираем масштабы: для скорости 1 мм = 10 об/мин, для токов 1 мм = 5 А.

По этим данным строим пусковые характеристики двигателя (рисунок 6.1): I₁ = 424 А; I₂ = 173 А; I_с = 138 А.

3 Зная величину сопротивления R_а = 0,048 Ом, по отрезку аб находим масштаб сопротивления

m_с = R_а /аб = 0,048/2,5 = 0,0192 Ом/мм.

4 Измерив отрезки дг, гв, вб, находим сопротивления секций пускового резистора:

r₁ = m_с×дг = 0,0192 ×1,45 = 0,278 Ом;

r₂ = m_с×гв = 0,0192 × 6,3 = 0,121 Ом;

r₃ = m_с×вб = 0,0192 × 2,9 = 0,056 Ом;

5 Сопротивление пускового резистора

R_п = ∑ r_i = 0,278 + 0,121 + 0,056 = 0,455 Ом.

10 Расчёт сопротивления пускового резистора асинхронного двигателя аналитическим методом

Определить аналитическим способом сопротивление пускового резистора электродвигателя мощностью 7,4 кВт с частотой вращения n₂ = 1465 об/мин, если номинальный ток в роторе I_р.н. = 51 А.

Электродвижущая сила между кольцами неподвижного разомкнутого ротора Е_р.н.= 93,8 В, а номинальный момент М_н = 75,4 Н×м. Частота вращения поля статора n₁ = 1500 об/мин. Нагрузочный момент механизма М_с = 70,2 Н×м. Режим пуска форсированный.

Решение:

1 Принимают пусковой резистор, состоящий из трех ступеней сопротивления.

2 Номинальное скольжение электродвигателя

S_н = (n₁ – n₂ / n₁ )×100 = (1500 – 1465/1500)×100 = 3,33%.

3 Отношение максимального пускового момента к переключающему

λ = ³√10000 / S_н% × М₁% = ³√10000/3,33×190 = 2,51,

если принять M₁ = 190 % от М_н.

4 Номинальное сопротивление ротора электродвигателя

R_р.н.= Е_р.н./(1,73× I_р.н.) = 92,3/1,73×49 = 1,089 Ом.

5 Внутреннее активное сопротивление ротора

r_р = (S_н/100)×R_р.н. = (3,33/100)×1,089 = 0,036 Ом.

6 Сопротивление отдельных секций резистора на фазу

r₃ = r_р×(λ–1) = 0,036×(2,51–1) = 0,054 Ом;

r₂ = r₃×λ = 0,054×2,51 = 0,136 Ом;

r₁ = r₂×λ = 0,136×2,51 = 0,342 Ом.

Первая секция сопротивления резистора 0,342 Ом, вторая – 0,136 Ом, третья – 0,054 0м.

2 Выбор обмотки двигателя постоянного тока

Требуется рассчитать обмотку двигателя постоянного тока параллельного возбуждения 220 В для работы при напряжении 380 В.

Исходные данные следующие: мощность двигателя 2,5 кВт, номинальный ток якоря I_н.а= 30 А, количество проводников в пазу якоря N_п = 4, количество витков обмотки возбуждения на полюс W_ов = 1100, сечение проводников обмотки якоря S_н = 1,368 мм², сечение проводника обмотки возбуждения S_ов= 0,3957 мм². Количество витков обмотки добавочных полюсов W_д.п.= 6, сечение проводника обмотки добавочных полюсов S_д.п.= 1,767 мм², номинальный ток параллельной обмотки I_п.н. = 0,5 А. Обмотки выполнены проводом марки ПЭВ–2.

Решение:

1 Коэффициент увеличения напряжения

k_y = U_нов/U_ст = 380/220 = 1,73.

2 Новое количество проводников в пазу якоря

N_нов= k_y × N_ст.а = 1,73×4 = 7 проводников.

3 Новое сечение проводника обмотки якоря

S_нов.а = S_ст.а/ k_y = 1,368/1,73 = 0,79 мм².

По таблице 2 принимают новые стандартные сечения проводника

S_нов.а = 0,882 мм².

4 Количество витков обмотки возбуждения и обмотки добавочных полюсов

W_нов.ов= k_y × W_ст.ов = 1,73×1270 = 2198 витков;

W_{нов.д.п.}= (I_ст./ I_нов)×W_ст.д.п. = (30/17,341)×6 = 11 витков;

5 Ток в обмотке возбуждения

I_нов = I_ст/ k_y = 30/1,73 = 17,341 A.

6 Сечения проводников обмоток возбуждения и добавочных полюсов

S_нов.ов = S_ст.ов/ k_y = 0,3957/1,73 = 0,229 мм²;

S_{нов.д.п.}= (I_нов/I_ст)×S_ст.д.п.= (17,341/30)×1,767 = 0,432 мм²;

По таблице 2 принимают стандартные сечения проводников обмоток

S_нов.ов = 0,2462 мм²;

S_{нов.д.п.} = 0,4416 мм².