Задача №6. Розрахунок характеристик двигуна постійного струму

Електродвигун постійного струму загального застосування з паралельним збудженням серії 2 має наступні характеристики: номінальна потужність Pн, номінальна частота обертання nн, номінальна напруга Uн, номінальний ККД ηн , опір кола якоря, включаючи опір додаткових полюсів щіток і колектора, Rа , опір обмотки збудження Rзб, число полюсів 2p, число паралельних гілок 2а і число провідників N обмотки якоря.

Опори обмоток приведені при температурі 20°C.

варіант	Pн	Uн	nн	ηн	Rа	Rв	2p	2а	N
9	3.2	110	750	0.765	0.306	57.2	4	2	496

По прийнятим даним машини потрібно:

Накреслити схему вмикання в мережу двигуна постійного струму. Пояснити конструкцію і принцип дії ДПС. Які особливості пуску ДПС?

Визначити струм Iн , споживаний двигуном з мережі, і струм Iан у колі якоря при номінальному навантаженні.

Визначити номінальні моменти: електромагнітний М і обертальний на валу двигуна М2н.

Визначити значення пускового моменту двигуна Mn, якщо струм

Iаn=2 Iан, за умови сталості магнітного потоку і відповідне значення опору пускового реостата.

Розрахувати і побудувати природну механічну характеристику двигуна постійного струму в межах перевантажувальної здатності двигуна по струму.

Розрахувати і побудувати штучну механічну характеристику двигуна цілком введеному у коло якоря пускового реостата.

Визначити частоту обертання якоря при моменті опору, рівному номінальному, і при введенні у коло збудження додаткового опору, рівного 0.2 Rзб.

До пункту 1. Для визначення струму Iн , споживаного двигуном з мережі, спочатку знаходимо потужність, споживану двигуном з мережі при номінальному навантаженні:

P1H== 4.183

Тоді:

Iн==

Струм у колі якоря при номінальному навантаженні:

Iан= Iн – Iзб=0.038-1.6=-1,52

Де: Iзб - струм збудження обмотки паралельного збудження,

Iзб===1,6 А

Тут: Rзб75° - опір обмотки збудження в нагрітому стані при 75°С.

До пункту 2. Потужність Pн (кВт) і момент М2н (Н .м) на валу і частота обертання вала nн (об/хв.) зв’язані між собою співвідношенням:

М2н =9550Ч=9550Ч40.747

Електромагнітних момент:

М = См Ч Фб Ч Iан=158Ч1.08Ч-1,52=-259,37

Де: См – постійна машина, См===

Фб- магнітний поток.

Для визначення магнітного потоку Фб необхідно скористатися основним рівнянням рівноваги ЕРС двигуна постійного струму:

U=Ea-Ia ЧRa=6723-0.306Ч (-2) =6722.388

Відкіля, знаючи ЕРС Ea, можна визначити магнітний потік Фб:

Ea=Ce Ч Фб Чn=8.3Ч1,08Ч750=6723

Де: Ce - постійна машини, Ce===8.3

До пункту 3. Максимальний припустимий по струму якоря пусковий обертальний момент:

Mn=CмЧ ФбЧIan=158Ч1,08Ч-3.16=539,2

У момент пуску якір двигуна нерухомий, тому струм якоря:

Ian=2Iан=-3.16

Rn=31.7

До пункту 4. Для двигуна з паралельним збудженням, у якого магнітний потік Фб =const, рівняння природної механічної характеристики:

n1==12.3 об/хв..

n2=M=-(-259,37)=12.32 об/хв..

а графік цієї характеристики – пряма лінія, яку будуємо по двох точкам: ідеальний холостий хід і номінальний режим роботи.

До пункту 5. Рівняння штучної механічної характеристики:

n=M=-(-259,37)=17.7

Її будуємо по двом точкам: ідеального холостого ходу і пуск двигуна.

До пункту 6. Струм збудження зменшиться до значення

I/зб====1.602 А

За значенням току збудження й з використанням приведеної залежністю магнітного потоку Фб від струму збудження Iзб. Знаходимо Фб.

= 1.49

Тоді Ф/б=фб-1.07=1.08 – 1.07=0.01.