На главную

Контрольная работа: Расчет основных параметров двигателя постоянного тока


Контрольная работа: Расчет основных параметров двигателя постоянного тока

Содержание

Содержание

1.      Исходные данные. Задача

2.      Решение задачи

3.      Исходные данные. Задача

4.      Решение задачи

Исходные данные


1.  Исходные данные. Задача

В таблице 1 приведены данные двигателя постоянного тока

Таблица 1.

Тип

, кВт

, В

, A

, об/мин

, Ом

, Ом

, Ом

, Ом

КПД,%

GD, кгм2

П21 1,5 220 9 3000 1,25 0,326 0,0546 636 76 0,045

Для двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением требуется:

1. Рассчитать пусковой реостат и построить пусковые характеристики, если на валу

;

2. Определить сопротивление, которое необходимо включать в цепь якоря, чтобы частота вращения двигателя при номинальном моменте составляла ;

3. Рассчитать сопротивление, которое следует включить в якорную цепь, чтобы при изменении полярности питающего напряжения якоря ток его был равен  при номинальной скорости. Построить эту механическую характеристику;

4. Рассчитать дополнительное сопротивление, ограничивающее в режиме динамического торможения пик тока до   при номинальной скорости. Построить соответствующую характеристику;

5. Указать в чем недостатки реостатного регулирования, оценить его КПД.


2. Решение задачи

По номинальным данным строим механическую характеристику:

Определяем моменты:

а) пусковой () – из условия допустимого тока коммутации, т.е. возникновения кругового огня на коллекторе:

б) Переключения пусковых ступеней () – из условия сохранения динамики при переключении пусковых ступеней реостата

Полученные характеристики представлены на рисунке 2.


Рис.2. Технические характеристики двигателя

Определяем пусковой резистор :

,

,

,

Определяем пусковой резистор :

Определяем пусковой резистор :


Запишем уравнение механической характеристики с учетом требуемых значений параметров:

т.к. , следовательно

Запишем уравнение скоростной характеристики с учетом требуемых значений параметров:


Рис. 3. Характеристика при смене питающего напряжения якоря, при токе

Рассчитать дополнительное сопротивление, ограничивающее в режиме динамического торможения пик тока до  при номинальной скорости. Построить соответствующую характеристику:


Рис. 4. Характеристика двигателя в режиме динамического торможения

При регулировании угловой скорости введением резисторов в цепь якоря, двигателя постоянного тока, потери мощности в этой цепи изменяются пропорционально перепаду угловой скорости. Если момент нагрузки постоянен, постоянна потребляемая мощность и угловая скорость двигателя уменьшается вдвое, то примерно половина мощности потребляемой из сети, будет рассеиваться в виде теплоты, выделяемой из реостата, то есть данный способ регулирования является не экономичным. КПД привода при реостатном регулирование может быть определен по формуле:

По номинальным данным строим механическую характеристику:


Определяем моменты:

а) пусковой () – из условия допустимого тока коммутации, т.е. возникновения кругового огня на коллекторе:

б) Переключения пусковых ступеней () – из условия сохранения динамики при переключении пусковых ступеней реостата

Полученные характеристики представлены на рисунке 2.1

Рис.2.1 Технические характеристики двигателя

Определяем пусковой резистор :

,

,

,

Определяем пусковой резистор :

Определяем пусковой резистор :

Запишем уравнение механической характеристики с учетом требуемых значений параметров:

т.к. , следовательно

Запишем уравнение скоростной характеристики с учетом требуемых значений параметров:

Рис. 2.2. Характеристика при смене питающего напряжения якоря, при токе

Рассчитать дополнительное сопротивление, ограничивающее в режиме динамического торможения пик тока до  при номинальной скорости. Построить соответствующую характеристику:


Рис. 2.3. Характеристика двигателя в режиме динамического торможения

При регулировании угловой скорости введением резисторов в цепь якоря, двигателя постоянного тока, потери мощности в этой цепи изменяются пропорционально перепаду угловой скорости. Если момент нагрузки постоянен, постоянна потребляемая мощность и угловая скорость двигателя уменьшается вдвое, то примерно половина мощности потребляемой из сети, будет рассеиваться в виде теплоты, выделяемой из реостата, то есть данный способ регулирования является не экономичным. КПД привода при реостатном регулирование может быть определен по формуле:


3. Исходные данные. Задача

Таблица 1. Тип двигателя – МТН 211-6

Рн, кВт

nн, об/мин

cosφ Статор Ротор

Кс

J, кгм2

ном х.х

IСН

IСХ

RC

ХС

ЕРН

IРН

хр

А А Ом Ом В А Ом Ом
8,2 900 2 0,7 0,112 24,6 19 0,835 0,88 257 23 0,466 0,666 2,18 0,46

Для асинхронного двигателя с фазным ротором требуется:

1. Построить естественную механическую характеристику.

2. Рассчитать сопротивление пускового реостата и построить соответствующие характеристики, если на валу  ;

3. Построить механическую характеристику в режиме динамического торможения при    , . Насыщение магнитной системы не учитывать.

4. Изложить перспективные методы регулирования скорости двигателей переменного тока.

4. Решение задачи

Построить естественную механическую характеристику:

МКР = λ * МН=2*87,04=174,08 Нм


М1 = 0,885 * МКР,

М1 = 0,885 * 174,009 = 154.

М2 = 1,1 * МН,

М2 = 1,1 * 87,005 = 95,7.

Рис. 4.1. Естественная и пусковые характеристики

Рассчитать сопротивление пускового реостата и построить соответствующие характеристики, если на валу МС = МН.

Определяем пусковой резистор RД1:

RР = 0,466 Ом,

аb = 24,67 мм,

ас = 40,17 мм,

R = RР * (ас/ab),

R = 0,466 * (40,17/24,67) = 0,759 Ом,

RД1 = R – RР,

RД1 = 0,759 – 0,466 = 0,293 Ом.

Определяем пусковой резистор RД2:

аb = 24,67 мм,

аd = 64,67 мм,

R = RР * (аd/ab),

R = 0,466 * (64,67 /24,67) = 1,22 Ом,

RД2 = R – (RР + RД1),

RД2 = 1,22 – (0,466 + 0,293) = 0,461 Ом.

Определяем пусковой резистор RД3 :

аb = 24,67 мм,

ае = 104,67 мм,

R = RР * (аe/ab),

R = 0,466 * (104,67 /24,67) = 1,97 Ом,

RД3 = R – (RР + RД1 + RД2 ),

RД3 = 1,97 – (0,466 + 0,293 + 0,461 ) = 0,289 Ом.

Пусковые характеристики представлены на рис.4.1.

Построить механическую характеристику в режиме динамического торможения при IВ = 2IОН, RДОБ = 0,3RНОМ. Насыщение магнитной системы не учитывать.

Определяем значение эквивалентного переменного тока:

IЭКВ = *IП*2,

IЭКВ = *24,6*2 = 39,85 А

Определяем максимальный момент:

МКР = ,

МКР =  = 11,44 Нм

Определяем критическое скольжение:

SКР = ,

SКР =  = 0,301.

М = ,

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.1

Таблица. 4.1

М S ω
0 0 0
-13,4831 0,05 5,2335
-21,2198 0,1 10,467
-23,4877 0,15 15,7005
-22,9107 0,2 20,934
-21,2906 0,25 26,1675
-19,4496 0,3 31,401
-17,6981 0,35 36,6345
-16,1308 0,4 41,868
-14,7599 0,45 47,1015
-13,5692 0,5 52,335
-12,5348 0,55 57,5685
-11,6331 0,6 62,802
-10,8432 0,65 68,0355
-10,1473 0,7 73,269
-9,5309 0,75 78,5025
-8,98184 0,8 83,736
-8,49022 0,85 88,9695
-8,04784 0,9 94,203
-7,64791 0,95 99,4365
-7,28481 1 104,67

Рис.4.2 Механическая характеристика в режиме динамического торможения.


© 2010