Арактеристики двигателей в электроприводе

 

Оглавление

Задание 1………………………………………………………………………. 3

Задание 2……………………………………………………………………….. 5

Задание 3………………………………………………………………………. 8

Список литературы………………………………………………………….. 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 1

         Для электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением определить величину пускового резистора, ограничивающего пусковой ток двигателя на уровне 2I_Н и определить величину добавочного резистора, который оставаясь в цепи якоря электродвигателя обеспечит его работу с номинальным током и скоростью равной 0,8ω_н. Определить скорость электродвигателя с которой он будет работать, если в цепи якоря останутся включенными пусковой и добавочный резисторы.

         Построить на одном графике  пусковую электромеханическую характеристику, электромеханическую характеристику, проходящую через точку 0,8ω_н и характеристику, соответствующую двум последовательно включенным резисторам. 

Параметры электродвигателя:

Мощность  Р_Н = 3 кВт                

Номинальная скорость ω_н = 2*3,14*1200/60=125,6рад/c

Номинальный ток  I_Н = 17,5А

Сопротивление якоря R_Я = 1,43Ом

Частота номинальная n_н=1200 об/мин

Напряжение номинальное = 220 В.

Решение

       Для  решения поставленной задачи  воспользуемся формулой, описывающей  электромеханическую характеристику  электродвигателя постоянного тока  с независимым возбуждением:   

 

.

 

       1.  При известных параметрах определим постоянную электродвигателя – С, характеризующую магнитный поток:

 

  =(220-17,5*1,43)/125,6=1,5523

      2. В момент включения электродвигателя его скорость ω = 0. Подставив все известные параметры в уравнение электромеханической характеристики найдем величину пускового резистора R_П.

 

.

=220/2*17,5-1,43= 4,8557 Ом

      3. Из этого же уравнения определим величину добавочного резистора R_Д, который обеспечит скорость электродвигателя равную 0,8ω_н.

 

 

=(220-0,8*125,6*1,5523)/17,5 – 1,43= 2,2285Ом

 4. Определим скорость электродвигателя, с которой он будет работать при номинальном токе и двух включенных резисторах R_П+R_Д:

 

+2,2285))/ 1,5523= 61,8607рад/с

 

     5. Для построения электромеханических характеристик определим скорость идеального холостого хода:

=220/1,5523=141,7251 рад/с

Теперь построим графики:

In	ω естественная	пусковая	0,8ω	ω для RП+RД
0	141,725182	141,7252	141,7252	141,725182
8	134,3554725	76,93667	122,8706	104,9065258
17,5	125,6039425	0,000322	100,4807	61,18437158

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 2

 

           Для двух схем регулирования  скорости электродвигателя постоянного  тока с независимым возбуждением  рисунки 1,2 рассчитать и построить  электромеханические характеристики ω=f(I) для первой схемы при номинальном выходном напряжении электродвигателя и при напряжении равном 0,5U_Н, для второй схемы при 0,2U_Н.  Параметры электродвигателя в задании 1. Характеристики построить на одном графике.

СУ

M

                                    

                         U_c          Т                     VS1           VS3           VS5                       +

 

                                                                                      ОВ

                                                                    VS4           VS6           VS2                        -

 

 

 

Рисунок 1 – Электропривод на основе трехфазного мостового выпрямителя

+

-

M

+

-

СУ

 

                                                                                ОВ

 

 

 

Рисунок 2– Электропривод с импульсным регулятором

Решение

          Способ регулирования угловой скорости напряжением в цепи якоря в серийных электроприводах постоянного тока осуществляется обычно с помощью однофазных и трехфазных тиристорных выпрямителей и широтно-импульсных регуляторов.

         Уравнения электромеханической характеристики электродвигателя постоянного тока, питаемого от управляемого выпрямителя в системе регулирования без обратных связей рисунок 1:

ω=(U_Н cosα-IR_Я)/С; α – угол управления тиристорами выпрямителя, формируемый схемой управления СУ (α= 0 ÷ 90⁰). При cosα=0 к электродвигателю будет приложено номинальное напряжение и уравнение электромеханической характеристики примет вид:

.

       При cosα=60⁰ к электродвигателю будет приложено напряжение равное 0,5U_Н и уравнение электромеханической характеристики примет вид:    

       Задаваясь  значениями тока от 0 до I_Н рассчитаем соответствующую скорость и построим эти характеристики.

In	ω естественная	ω естественная	ω естественная
0	141,725182	70,86259099	28,3450364
8	134,3554725	63,49288153	20,97532693
17,5	125,6039425	54,74135154	12,22379695

 

Для широтно-импульсного преобразователя рисунок 2 уравнение этой характеристики имеет следующий вид:

                                ω = (εU_Н –IR_Я) /С,                           

где ε = t_и / T – коэффициент регулирования (t_и- длительность импульса, T- период).

                  U                      T             t_И     t_П

          

                                                                                           U_СР  Е

                                                                                                              t

     Рисунок 3- Выходное напряжение на нагрузке при использовании метода ШИР

       При  ε =0,2 уравнение электромеханической характеристики примет вид:

ω = (0,2U_Н –IR_Я) / С

 

Ряд 1 – для электродвигателя постоянного тока

Ряд 2 – для широкополосного  преобразователя

Список литературы:

 

1. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода – Энергоатализдат, 1984-232, 1990-410с.

 

2. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе                 М «Энергия», 1977г.

 

3. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод. И : Энергоатализдат, 1985-416с.