Главная страница
Навигация по странице:

  • Решение: 1. Параметры и величины естественной М.Х.

  • 3. Сопротивления для динамического торможения R

  • 4. Расчет сопротивления для режима противовключения.

  • 5. Напряжения якоря, допустимое для прямого пуска двигателя.

  • 6. Тормозной момент двигателя при скачкообразном уменьшении номинального напряжения на U / Uн = 0,7.

  • 7. Параметры искусственной М.Х.

  • 1-32_Электрические машины. Контрольная работа 1 По дисциплине Электрические машины Вариант 32 студент группы г.


    Скачать 2.68 Mb.
    НазваниеКонтрольная работа 1 По дисциплине Электрические машины Вариант 32 студент группы г.
    Анкор1-32_Электрические машины.doc
    Дата06.05.2017
    Размер2.68 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файла1-32_Электрические машины.doc
    ТипКонтрольная работа
    #2409
    КатегорияЭлектротехника. Связь. Автоматика
    страница1 из 3
      1   2   3

    Томский государственный университет систем

    управления и радиоэлектроники (ТУСУР)
    Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

    Контрольная работа № 1

    По дисциплине «Электрические машины»

    Вариант № 32


    Выполнил:

    студент группы ???

    ???

    ???

    г. ???

    2009 г

    Исходные данные:
    Двигатели постоянного тока с независимым возбуждением имеет номинальные данные:



    напряжение якоря, , В…………………………….

    110

    ток якоря, , А……………………………………….

    82

    мощность, , кВт……………………………………

    7,5

    коэффициент полезного действия, ηн………………

    0,83

    скорость вращения, nн, об/мин……………………...

    3000

    перегрузочная способность по току, λI, ……………

    2,5

    сопротивление цепи якоря, , Ом…………………

    0,1

    момент инерции на валу, J, кг∙м2…………………...

    2,6


    Рассчитать:

    1. Параметры для естественной М.Х.

    2. Сопротивления для пуска двигателя с токоограничением при числе ступеней m, равном…

    3. Сопротивление динамического торможения в одну ступень.

    4. Сопротивление для реверса (противовключение), в том числе – его добавку к ступеням пускового

    реостата.

    5. Напряжение якоря, допустимое для прямого пуска.

    6. Начальный тормозной момент двигателя при уменьшении напряжения якоря скачком до

    U/ = 0,7. Определить предельно допустимое значение этого напряжения.

    7. Параметры М.Х. двигателя с неноминальным магнитным потоком для увеличения скорости в

    ω = 1,4 раз. Определить при этом допустимое значение электромагнитного момента при

    номинальном токе якоря.

    8. Параметры М.Х. двигателя, обеспечивающие уменьшение его номинальной скорости в D = 4 раза

    при номинальном токе якоря.

    9. Отключение скорости на механических характеристиках с параметрами по пункту 8 на ± 20% от

    номинального значения.

    10. Потери мощности и КПД двигателя при работе с номинальным моментом нагрузки на М.Х. с

    параметрами по пунктам 7 и 8.

    Построить:

    Механические характеристики: естественную, реостатного пуска, динамического торможения и противовключения.

    Искусственные М.Х. с параметрами для условий пунктов 6 и 7 задания.

    Временные диаграммы изменения скорости и момента двигателя для циклов работы:

    а) пуск без нагрузки (вхолостую), прием нагрузки, работа при номинальной нагрузке, сброс нагрузки, торможение противовключением до остановки;

    б) пуск, работа, динамическое торможение в одну ступень до остановки – все при номинальной нагрузке.

    Для диаграмм определить длительности переходных процессов: на каждой ступени пуска, пуска в целом, приема и сброса нагрузки, тормозных режимов. Отдельно установить время торможения «выбегом» без нагрузки.
    Решение:
    1. Параметры и величины естественной М.Х.

    Находим значения скорости идеального холостого хода ωое, электромагнитной постоянной с и электромагнитного номинального момента .

    1.1. 

    где 
    1.2.  р/с
    1.3.  Нм
    Потребуются величины:

    1.4. Номинальный момент на валу двигателя

     Нм
    1.5. Момент холостого хода

     Нм
    1.6. Момент холостого хода в долях и процентах от номинального электромагнитного момента

      %
    Момент холостого хода обусловлен сопротивлением трению в подшипниках и щётках, потерями на гистерезис и вихревые потоки и аэродинамическим сопротивлением вентиляции.
    1.7. Коэффициент жесткости естественной М.Х.

     %
    Естественная М.Х. нашего двигателя относится к категории “жестких”, так как % < 10 (при других показателях М.Х. считают мягкими).

    Строится естественная характеристика по двум точкам с координатами  и .

    Показана на рис. 4 и рис. 5, обозначена буквой е.
    2. Расчет сопротивления пускового реостата:
    2.1. Выбираем величину пускового тока I1 по критерию



     А
    2.2. Задаемся предварительно током переключения ступеней



     А
    2.3. Определяем полное сопротивление пускового реостатаRn

     Ом
    2.4. Устанавливается число ступеней пуска m.


    где 

    Округляем полученное дробное число m = 2,289 до целого m = 3.
    2.5. Определяем точное значение коэффициента λ с уточнением величины I2 против принятого I2пр.

    По формуле получаем


    2.6. Рассчитываем сопротивления ступеней пускового реостата, обозначенных в схеме на рис. 1.



    Рис. 1.

     Ом

     Ом

     Ом

    Проверка правильности расчетов.

     Ом

     Ом


    3. Сопротивления для динамического торможения Rдт.
    Максимальное его значение должно быть не менее величины пускового реостата Rn.

     Ом


    4. Расчет сопротивления для режима противовключения.
    Величина всего сопротивления режима ПК.

     Ом
    Его составляющая, как добавка к Rn:

     Ом
    Получено Rp > Rn, так как Rp = Rn + Rя.


    5. Напряжения якоря, допустимое для прямого пуска двигателя.
     В
    Оно должно быть меньше номинального в

     раз.


    6. Тормозной момент двигателя при скачкообразном уменьшении номинального напряжения на U/ = 0,7.
    Данных в исходной информации недостаточно, чтобы решить задачу однозначно, так как не ясно, на какой М.Х. работал двигатель до уменьшения напряжения.

    Будем считать, что он работал на естественной М.Х., для которой выполняются условия U = Uн, Ф* = 1, Rn = 0, Rш = ∞.

    Эта характеристика является самой жесткой относительно других, искусственных М.Х. Чем жестче характеристика и чем меньше нагрузка, тем больше толчки момента двигателя при резких изменениях напряжения якоря.

    Поскольку скорость не может изменяться мгновенно из-за инерционности системы, то после ступенчатого уменьшения напряжения якоря до U/ = 0,7, т.е 30%, можно при Мс = 0 записать:


    Получим  Нм
    Максимально допустимый момент двигателя по условиям коммутации равен

     Нм
    Делаем вывод: резкое снижение питающего напряжения исследуемого двигателя на 30% при работе его вхолостую приведет к толчку тормозного момента, большему в 106,933/66,428 = 1,6 раза, чем допустимо.

    Иллюстрация перехода на новую М.Х. с естественной характеристики при уменьшении скачком напряжения на 30% показана на рис. 2.



    Рис. 2.
    Характеристики построены в относительных единицах .

      
    Естественная 1 и искусственная 2 М.Х. проходят параллельно со сдвигом относительно скоростей идеального холостого хода на 0,3 единицы. При переходе из точки холостого хода  по горизонтали в точку a на искусственной М.Х. получаем  , что больше допустимого значения . При работе с номинальной нагрузкой переходим из точки  в точку б при , что больше допустимого значения .

    Очевидно, что показатели для начального значения  при ступенчатом уменьшении напряжения из-за параллельности начальной и последующих М.Х. не будут зависеть от того, начался ли процесс с естественной характеристики, или с другой, параллельной для неё.

    Какое изменение напряжения не вызовет броска момента двигателя выше допустимого значения. Решая совместное уравнения М.Х. для первичного напряжения якоря U1 и для пониженного скачком до U2, считая что скорость в момент изменения напряжения не меняется.
    , (1)  (2)
    M1 – момент двигателя до изменения напряжения,

    М2– момент двигателя при ступенчатом понижении напряжения от U1 до U2, в расчетах нужно учитывать его знак «+» или «-».

    Вычитая (2) из (1) при ω1 = ω2, получим


    Наибольшим значением U будет при M1 → 0, то есть в режиме холостого хода. Величина M2 должна быть не более λIMH. Поэтому формула (3) запишется в виде


    Здесь M2 имеет знак «-».

    Для данных контрольной работы по (4) получим

     В.
    В процентах от номинального напряжения якоря это составит


    Итак, для ДПТ НВ с номинальными данными в контрольной работе переход с М.Х. с большим напряжением на М.Х. с меньшим напряжением должен сопровождаться понижением напряжения якоря скачком не более чем на 20,5 В (19%).


    7. Параметры искусственной М.Х. при Ф < Фн.
    Определяем кратность уменьшения номинального магнитного потока для увеличения номинальной скорости в ω = 1,4 раз.
    При неноминальном магнитном потоке уравнение скоростной характеристики имеет вид.



    Для поставленного условия имеем:

    I = Iн, ω = 1,4 ωн, U = Uн.
    Получаем:


    На новой механической характеристике при Фя = 0,714 скорость идеального холостого хода ωоф получает значение

     р/с.
    Для тока Iн получим

     р/с.
    Момент нагрузки на валу двигателя должен быть при I = Iн не более

     Нм.


    8. Параметры М.Х. двигателя, обеспечивающие уменьшение его номинальной скорости в 4 раза при номинальном токе якоря.

    Уменьшить номинальную скорость ДПТ НВ можно тремя способами: уменьшением напряжением якоря, введением добавочного сопротивления Rn в цепь якоря, введением последовательного сопротивления Rn с одновременным шунтированием якоря резистором Rш. Каждому из указанных вариантов будут соответствовать выражения искусственных М.Х.




    По выражением следует определить значения U, Rn и Kш при соответствующих Rn и Rш, обеспечивающих ω = 0,25ωн при M = Iнc.
      1   2   3
    написать администратору сайта