5 - Двигатели постоянного тока (Семинары с официального сайта ФН-7)

Методические указания по проведению семинарских занятий по теме двигатели постоянного тока». Основные положения и соотношения. Рассмотрим основные формулы, используемые для расчета механических характеристик ДПТ. Электрическая схема двигателя постоянного тока представлена на рис. 1, естественная механическая характеристика п(М) на рис. 2.

Уравнение электрического состояния силовой цепи ДПТ (1 = Š— 1 Н„, (1) где Е = Св Ф и . (2) Используя (1) и (2), получаем выражение для электромеханической характеристики п((я) и-г, я„п я„ п = = — — — 1, = пэ — Ьп сзф сз Ф сзф (3) где пэ — — - частота вращения ротора при холостом ходе двигателя. сБ'е Момент на валу двигателя равен Ф ' Еи ' 1я . Откуда 1„=— М (5) Подставим (5) в (3) и получим выражение для механической характеристики п(М) Двигатели постоянного тока (ДПТ) - широко используются в электроприводе. Основной характеристикой ДПТ является механическая характеристика п(М). Решение рассматриваемых ниже задач поможет студентам понять особенности различных режимов работы двигателя. Они научатся рассчитывать как естественную механическую характерис-тику, так и искусственные характеристики, соответствующие различным режимам работы ДПТ, таким как пуск, различные способы регулирования частоты вращения и, различные способы торможения ДПТ.

гг яа и = — —, ° М = пд — Ьп. сдФ сдФЗс„ (6) Момент, развиваемый двигателем, можно вычислить по формуле И = 9.55 (7) Коэффициент полезного действия двигателя Ч=Р (8) Здесь Р2 - полезная мощность на валу двигателя, Р, = У г' -мощность, потребляемая изсети. Далее приведены условия задач, решение которых поможет студентам легче понять и усвоить перечисленные выше режимы работы ДПТ. 1.

Задача !ч!в 1 — расчет номинального режима ДПТ и построение естественной механической характеристики п(М). 2. Задача (ч!в 2 — якорное регулирование и (при 0 = згаг). 3. Задача (з)в 3 — реостатное регулирование и (при Взлез — — чаг). 4. Задача Ив 4 - полюсное регулирование и (при Ф = чаг). 5. Задача )хв 5 — пуск ДПТ. 6.

Задача (зв 6 - генераторное торможение ДПТ. 7. Задача (зв 7 — динамическое торможение ДПТ. 8. ЗаДача (з!В 8 — тоРможение пРотивовключением, Реостатное ( Вя коз = згаг). 9. Задача (З!в 9 - торможение противовключением при изменении направления поля возбуждения Ф,шд. 10. Задача (з(9 10 — расчет рабочиххарактеристик ДПТ по паспортным данным. Задача 1. Определить вращающий момент двигателя при номинальном режиме, а также скорость вращения якоря двигателя в режиме идеального холостого хода. Построить естественную электромеханическую характеристику и(!З). Задача 2. Определить напряжение регулируемого источника питания двигателя с параллельным возбуждением, при котором и = 600 об/мин при моменте М = 0.5 Мк ((я = 0.5'!я к).

Для двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением известны следующие номинальные величины: Рк = 13 кВт, Ок = 220 В, пн = 600 об/мин, !н = 640 А. Сопротивления обмоток якоря и дополнительных полюсов в нагретом состоянии Вя = 0.00725 Ом, а сопротивление обмотки возбуждения Вдозд 43.2 Ом. Паспортные данные двигателя: Рн= 65 кВт, !!к = 40 В, и„= 1480 об/мин, !„= 168 А, Задача 3. Определить сопротивление реостата, который надо включить в цепь якоря двигателя с параллельным возбуждением, чтобы он вращался с частотой и = 900 об/мин и развивал момент М = 0.5.Мк ((8 = 0.5.(8 к).

Паспортные данные двигателя: Р„= 65 кВт, Ок = 440 В, пк = 1480 об/мин, (к = 168 А. Задача а. Двигатель постоянного тока имеет следующие номинальные данные: Рк — — 9 кВт; Ок = 220 В, пк — — 900 об/мин, (к — -48 А, (8 к-— 1.25 А. Для увеличения скорости вращения якоря в цепь параллельной обмотки возбуждения двигателя введен регулировочный реостат, обеспечивающий ослабление магнитного потока до величины, равной 0.7 номинальной.

Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии Кд = 0.405 Ом. Определить: сопротивление Вдлод регулировочного реостата, введенного в цепь обмотки возбуждения; скорость вращения и з и ток в цепи якоря !8, при работе л двигателя с моментом на валу М, = 0.4 М„; скорость вращения и д якоря двигателя, 0 работающего при ослабленном потоке, в режиме холостого хода. Построить естественную и искусственную механические характеристики. Реакцией якоря и насыщением магнитопровода пренебречь. Задача 5. Определить сопротивление обмотки якоря Кя двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением и сопротивление пускового реостата Кпзс, который надо включить в цепь якоря, чтобы ток якоря при пуске !ятс = 2.5 !8 к.

Данные двигателя: Рн = 39 кВт, !!н = 220 В, !н = 200 А. Задача 5. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением имеет следующие номинальные данные: Рк = 12 кВт, 0н = 220 В, пк = 685 об/мин, („= 64 А, !8 к = 1.75 А. Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии В„= 0.281 Ом. Определить скорость вращения якоря двигателя при холостом ходе и в режиме генераторного торможения при тормозном моменте на валу Мт = - 0.6 Мк .

Построить естественную механическую характеристику. Размагничивающим действием реакции якоря пренебречь. Задача У. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением имеет следующие номинальныеданные: Рк=12 кВт, 1!к= 220 В, пи = 685 об/мин, !к = 64 А, (дк= 175 А. Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии 88 = 0.281 Ом. Определить сопротивление реостата 88 Аод, которое надо включить в цепь якоря, чтобы при использовании динамическоготорможения при и = пи тормозной момент был равен Мт=-06 Мн Задача 8. Определить сопротивление, включенное в цепь якоря двигателя постоя нного тока с параллельным возбуждением Кя дед, при котором двигатель, работая в режиме торможения противовключением с использованием Кддод, имеет частоту вращения и, = - 400 об/мин (точка 2 на искусственной характеристике, см.

рис.З). При том же токе якоря (!м) частота вращения двигателя на естественной характеристике равна 700 об/мин. Сопротивление обмотки якоря Вя = 0.1 Ом. Захачаа. Определить сопротивление, включенное в цепь якоря двигателя постоя нного тока с параллельным возбуждением Кялоз, при котором двигатель, работая в режиме торможения противовключением с использованием изменения направления потока возбуждения Ф, будет иметь частоту вращения пт —— — пк при тормозном моменте Мт ——— 06 Мк. Номинальные данные двигателя: Рк-— 12 кВт, Ик — — 220 В, па = 685 об/мин, )к = 64 А, !Зк = 1,75 А. Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии Вя — -0.281 Ом.

Задача 10. Рассчитать и построить механическую п(М) и рабочие и, М, ), Рь г) =Т(рз) характеристики по паспортным данным ДПТ для режимов его работы, соответствующих моментам, не превышающим номинальный. Паспортные данные двигателя: Рк = 12 кВт, 0н = 220 В, пн = 685 об/мин, )н = 64 А, )в н = 1 75 А, Вя = 0 281 Ом. .