Алексеев В.С. Основы электропривода. Часть 1
Подождите немного. Документ загружается.
54
коммутации цепь якоря
чать до
Пример 2.8. Двигатель постоянного тока независимого
возбуждения, применяемый в электроприводе траловой лебёдки,
имеет следующие номинальные данные:
Тип П71
Р
н
=32 кВт
υ
н
=220 В
ω
н
=314 рад/сек
I
н
=168 А
η
=86,5%
Электродвигатель работает в схеме по системе Г-Д, регулирование
частоты вращения осуществляется изменение напряжения
г
э
Необход
Для электродвигателя вы тать и настроить
,
ения
:
ω
1
=314 рад/сек;
ω
2
=262,5 рад/сек;
ω
3
=210
рад/сек;
ω
4
=157 рад/сек;
ω
5
=105 рад/сек;
ω
6
=52,5 рад/сек.
А также найти диапазон регул ания частоты вращения, если
пусковой ток на нижнем пределе регулирования равен 1,5I
н
.
Решение:
Мощность, потребляемая электродвигателем:
или увеличивать Т
а
=L
а
/r
а
, то есть в
полните ую катушку. вклю льно индуктивн
енератора при постоянном потоке возбуждения
лектродвигателя.
имо:
брать генератор, рассчи
внешние характеристики, проходящие через точки координат
определяемые номинальным током и скоростями вращ
электродвигателя
иров
[
]
КВтIUР
ннм
37168220
=
×
=
×
=
.
По каталогу выбираем генератор из условия Р
г
> Р
м
:
Тип П91;
Р=50 кВт;
I
нг
=217 А;
U
г
=230 В;
r
аг
=0,035 м;
ω
г
=151,8 рад/сек.
Для электродвигателя определяем:
9 О
65,0
314
088,0168220
=
×
−
=
×
−
==
нм
амнн
rIU
кСФ
ω
,
где
() ()
[]
Ом
I
U
r
н
н
ам
865,015,0
168
220
15,0 =−=−=
η
н
088,0 .
Сумма е игателя: рное сопротивление якорей г нератора и дв
[
]
Омrrr
агам
124,00359,0088,0
=
+
=
+
=
Σ
.
Э Д.С. гене
и
. ратора, соответствующая большей частоте вращения и
нальному току двигателя: ном
[]
В
IкrI
нмнмнмм
9,224
124,016831465,0
1
=ЕЕ
г1
=
×
+
×
=
+
=
×
+
Σ
ω
=
льшая частота вращения электродвигателя при идеальном
холостом ходе:
Наибо
[]
ср
к 65,0
01
етствующие величины для последующих угловых скоростей:
rIкrIЕЕ
ннмг 222
Е
г
/346
9,224
1
===
ω
Соотв
[]
В4,191124,01685,26265,0 =×+×=
=
+
=
+
=
ΣΣ
ω
[]
ср
к 65,0
Е
г
/5,294
4,191
2
02
===
ω
[]
ннмг 333
В
rIкrIЕЕ
3,157124,016821065,0 =×+×=
=
+
=
+
=
ΣΣ
ω
[]
ср /42
к
Е
г
2
65,0
3,157
3
03
===
ω
.
[]
В
rIкrIЕЕ
ннмг
85,122124,016815765,0
444
=×+×=
=
+
=
+
=
ΣΣ
ω
55
[]
ср
к
Е
г
/189
65,0
85,122
4
04
===
ω
[]
ннмг 555 ΣΣ
В
rIкIЕЕ
89124,016810565,0 =×+×=
=+=+=
ω
r
[]
ср
к
Е
г
/137
0
89
5
05
===
ω
65,
[]
В
rIкrIЕЕ
ннмг
9,54124,01685,5265,0
666
=×+×=
=
+
=
+
=
ΣΣ
ω
[]
ср
к
Е
9,54
г
/5,84
65,0
6
06
===
ω
Теперь определим, какой величины Э.Д.С. генератора будет
при максимальном пусковом токе I
п
=1,5I
н
.
[
]
rIЕ
нг
2,31124,01685,15,1
7
В
=
×
×
=
×
=
Σ
В этом случае угловая скорость при идеальном холостом
ходе:
[]
ср
к
Е
г
/48
65,0
2,31
7
07
===
ω
.
Номинальная скорость при этом будет равна:
[]
ср
к
rIЕ
нг
н
/16
65,0
124,01682,31
7
7
=
×
−
−
==
Σ
ω
Диапазон регулирования:
6,19
16
314
7
===
н
ном
Д
ω
ω
56
Рис. 2.18 К примеру 2.8
Пример 2.9.
Р
н
=2,2 кВт
υ
н
=220 В
ω
н
=104,7÷2
r
а
=1,74
r
в
=186
Рассчитать: во сколько раз необход о уменьшить
магнитный поток электродвигателя, чтобы при моменте М=0,5М
н
пол 193,6 рад/сек, а
такж хода для этих
характеристик.
Решение:
т
Для привода кабельной лебёдки принят электродвигатель
параллельного возбуждения типа П-42 с номинальными
данными:
09 рад/сек
Ом
Ом
им
учить частоту вращения
ω
1
=157 рад/сек и
ω
2
=
е определить точки идеального холостого
Номинальный момент элек родвигателя
[]
Нм
Р
М
н
н
н
21
7,104
102,2
3
=
×
==
ω
57
88,1
7,104
74,13,13220
=
×
−
=
−
=
н
анн
rIU
СФ
ω
Величина
Воспользовавшись уравнением механической
характеристики определим для
ω
1
и
ω
2
и при моменте
сопротивления М=0,5М значение СФ.
н
()
2
СФ
Мr
СФ
U
а
−=
ω
; приняв СФ=к.
Отсюда или .
Для значения
ω
и момента М=0,5М имеем:
UкМrк
а
=+
2
ω
0
2
=+−
а
МrUкк
ω
1 н
()
089,0;31,1
1572
74,1215,0157422020
=
×
×××−±2
2
5,04
2
1
1
2
1
×
=
−±
=
ω
ω
а
МrUU
к
торое значение отбрасываем, как не реальное
=
В
31,1
11
к
=
= СФ
046,1
6,1932
74,1215,06,1964220220
2
2
=
×
××××−±
=
ω
2
5,04
2
2
2
=
−±
=
ω
а
МrUU
к
агнитный поток необходимо уменьшить соответственно: М
43,1
31,1
==
к
,
88,1
1
к
8,1
046,1
=
к
88,1
2
=
к
.
Идеальный холостой ход
[]
ср
к
U
/117
88,1
220
0
===
ω
58
[]
ср
к
U
/7,169
31,1
220
01
===
ω
1
[]
с
к
U
/2 0
046,1
220
02
===
ω
р1
2
Рис. 2.19 К примеру 2.9
Пример 2.10. Электродвигатель, работающий по схеме
изображённой на рис.2.20, имеет номинальные значения:
Р
н
=15 кВт,
U=220 В,
ω
=157 рад/сек,
I=75 А,
r
ш
= r
п
, где r
п
- полное сопротивление потенциометра.
Определить: величины тивлений r
ш
и r
п
, если буется
получить скорость
ω
=52 рад/сек, при снижении частоты
вращения на искусственной характеристике при номинальном
мом
ест. хар-к
а
Нагрузка на валу М
с
=М
н
=95 Нм.
араллельно якорю включено шунтирующее сопротивлениеП
γ
сопро тре
енте Δ
ω
и
=2Δ
ω
ном
.
59
Рис. 2.20 К примеру 2.10
Решение:
Определим сопротивление якоря:
(
)()
[
]
Омrr
нна
13,091,019,25,015,0
=
−
×
=
−
=
η
,
где
[
Ом
I
U
r
н
н
н
9,2
75
220
===
]
;
91,0
75220
1015
3
=
×
×
=
×
=
нн
н
н
IU
Р
η
.
Преобразуем ура ктеристики: внение скоростной хара
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
×
−=
×
−=
нанан
н
U
I
U
rI
СФ
U
СФ
rI
СФ
U
11
0
ωω
×
н
а
н
r
или
н
анн
н
анн
U
rI
U
rI
×
−
=
×
−=
υ
ω
ω
1
0
,
отсюда
анн
Определяем скорость идеального холостого хода на
естественной характеристике
н
н
rIU
U
×−
=
ωω
0
.
[]
ср
rIU
U
анн
н
н
/164157
13,075220
220
0
=
×−
=
×−
=
ωω
.
60
Значение СФ определим из выражения
СФ
Отсюда
U
=
0
ω
.
34,1
164
220
0
===
ω
U
СФ
Уравнение механической характеристики для имеющейся
схемы:
(
)
[
]
()
2
Ф
па
1rrМ
СФ
U
γ
+
×
γ
−
γ
ω
−
С
= (1)
или
[
(
)
]
()
2
1
2
СФ
rrМ
па
номи
γ
ω
γ
ω
×
+
==Δ
−
Δ
(2)
Перепад скорости на естес характеристике: твенной
()
2
СФ
Мr
а
ном
=Δ=Δ
ωω
(3)
уравнение (2) на (3) и получим: Разделим
()
γγ
−+= 112
п
r
;
()
11 =−
γγ
п
r
(4)
а
r
а
r
Решая совместно уравнения (4) и (1) получим:
()
2
0
2
СФ
Мr
а
−=
γωω
,
тогда
()
4,0
16434,1
13,0952
164
52
2
22
0
0
=
×
×
×
+=+=
СФ
Мr
а
ω
ω
ω
γ
.
Используя уравнение (4) определим
r :
п
()
11 =−
γγ
а
п
r
r
;
()
4,0
11
1 ==−
γ
γ
а
п
r
r
61
() ()
[]
Ом54,0
тогд
r
r
а
п
4,014,0
13,0
14,0
=
−
=
−
=
γ
,
а
rr ][216,054,04,0 Ом
пш
=
×
=
=
γ
Пример 2.11. Двигатель независимого возбуждени
работающий по схеме изображённой на рис.2.21, имеет
номинальные
я,
значения:
Р
н
=1,5 кВт,
U=220 В,
ω
н
=157 рад/сек,
I=8 А,
η
= 0,85.
Определить сопротивления r
ш
и r
п
, и построить
характеристики проходящие чере точки идеального холостого
хода ке через
точки
ω
=0,3
ω
и
ω
=0,15
ω
.
з
ω
01
=0,5
ω
0
;
ω
02
=0,25
ω
0
и при номинальной нагруз
1 н 2 н
Рис. 2.21 К примеру 2.1
Решение:
Уравнение скоростной характеристики
1
(
)
СФ
АrrI
А
па
+
−=
0
ωω
,
где
пш
ш
rr
А
+
=
.
r
При шунтировании якоря скорость холостого хода
уменьшится по сравнению на естественной хар ктеристике с
ω
0
а
62
на А
1
, то есть
0
0
ω
ω
м
А = .
Перепад скорости
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+Δ=Δ
а
п
еш
r
r
А
1
ωω
,
ω
ω
ω
−
=
Δ - где
шш 0
шунтировании якоря;
е
перепад скорости движения при
ω
Δ - перепад ск ости движения естественной ор на
хара
величин построим естественную
харак теля. Для этого найдём
ктеристике.
Для отыскания
теристику двига
[]
О
I
н
н
2
8
== мr
н
5,7
220
=
υ
(
)
(
)
[
]
Омrr
нна
06,285,015,275,015,0 =−×=−=
η
3,1
157
06,28220
=
×
−
=
×
−
=
н
анн
rIU
СФ
ω
Строим характеристику:
(1)
[]
ср
СФ
U
/169
3,1
220
0
===
ω
; 0
=
М
[
]
НмСФIМ
нн
4,1083,1
=
×
=
= ; (2)
[
]
ср
н
/157=
ω
[]
ср
rI
ан
/68,12
06,28
=
СФ
е
3,1
×
==
ω
Δ
Величина 5,0
0
01
1
==
ω
ω
А - из задания.
Отсюда
[
]
ср /5,841695,05,0
001
=
×
=
=
ω
ω
;
[
]
с
н
/7,501693,03,0
1
р
=
×
=
=
ω
ω
;
[
]
ср
ш
/8,337,505,84
1011
=−=−=Δ
ωωω
.
63