rasch_zadania_ep_tmo (811781), страница 2
Текст из файла (страница 2)
1.12 Механические характеристики двигателей постоянного тока
Схема включения электродвигателей постоянного тока параллельного возбуждения приведена на рис.1. Ток обмотки возбуждения не зависит от нагрузки двигателя.
Общее выражение механической характеристики можно получить из уравнения: X
. (1.5)
ЭДС Е, индуктированная в якоре при его вращении равна:
(1.6)
где
- магнитный поток в обмотке возбуждения, Вб,
- безразмерный коэффициент определяемый конструктивными параметрам двигателя,
P - число пар полюсов,
α - число пар параллельных ветвей обмотки якоря,
N - число активных проводников обмотки якоря.
Совместное решение 2-х уравнений относительно
дает уравнение скоростной характеристики двигателя:
ω = . (1.7)
Электромагнитный вращающий момент такого двигателя: .
Момент на валу двигателя, всегда меньше чем электромагнитный за счет потерь в стали и механических потерь. Решив два последних уравнения относительно ω, выразим
через М для получения уравнения механической характеристики двигателя:
(1.8)
где
- характеризует скорость идеального холостого хода двигателя;
- характеризует изменение скорости вращения двигателя при изменении момента на валу (Рис. 2) и сопротивления в цепи якоря.
Рис. 1. Схема включения электродвигателей Рис.2 Механические
постоянного тока. характеристики.
Анализируя уравнение, видно, что скорость прямо зависит от М, U и Rя обратно от произведения которые при эксплуатации не изменяются, следовательно за счет Cд нельзя изменить ω. У двигателя постоянного тока параллельного возбуждения обмотки возбуждения (ОB) получает питание от той же или другой сети (независимое возбуждение). При этом ток ОВ не зависит от процесса в якорной цепи. При постоянном U сети φ = const
, т.е.
, тогда и
, соответственно
.
Характеристика ω = f(M) является прямой линией, угол наклона которой определяется выражением
,
. При M = 0:
.
Эта скорость называется скоростью холостого хода. При наличии момента скорость падает в соответствии с уравнением
Из уравнения видно, что
зависит не только от М но и от Rя и от Kд, точнее от φ
. Сопротивление якорной цепи складывается из rя внутреннего сопротивления двигателя и добавочного сопротивления:
При отсутствии данных о величине Rя его можно рассчитать через номинальные данные ,
, Ом.
Когда Rя = rя уравнение ω = f(M) называется уравнением естественной механической характеристики двигателя, а когда Rя = rя + Rдоб - искусственной.
Построенная по уравнению механическая характеристика представляет прямую линию (рис.2). На этом же рисунке приведены и искусственные характеристики при различных значениях добавочного сопротивления.
При введении в цепь якоря сопротивления Rдоб угол наклона механической характеристики растет, т.е. жесткость уменьшается. Жесткость оценивается по величине Δω при Mн в долях или процентах. При некотором Rдоб и моменте М ω = 0. Все характеристики семейства выходят из одной точки со скоростью
.
Искусственные механические характеристики можно получить не только за счет изменения Rя но и за счет изменения U и φ.
Задание 2.
Электропривод с асинхронным двигателем
По расчетной модели двигателя, полученной при выполнении контрольного задания №1 (пункты 3.1.1 и 3.1.2 ) выбрать асинхронный двигатель с фазным ротором по справочным данным, приведенным в таблице №3 из условия, что Рн ≥ Pдв Для выбранного двигателя проделать пункты 3.1.5 ,3.1.6, 3.1.7,3.1.8. Начертить схему пуска, механические характеристики генераторного торможения, динамического торможения и характеристику торможения противовключением. Все характеристики построить в одних осях. При определении синхронной скорости, число пар полюсов “P” асинхронного двигателя берется равным последней цифре в обозначении двигателя, разделенной на два. Например, двигатель АК-112-6.Число пар полюсов равно 3.
2.1 Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором
На горных предприятиях наиболее широко применяются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.
Для привода мощных механизмов и передвижных машин применяют двигатели с фазным ротором.
Таблица 3
Технические данные асинхронных двигателей с фазным ротором
№ № | тип двигателя | Рн,кВт | nн, об/мин | I1,A | КПД,% | Cosφ | Ротор | λ | GД2, кг∙м2 | |||||||
220 В | 380 В | I2,A | U2,В | |||||||||||||
1 | АК-52-4 | 4 | 1400 | 17.8 | 10.3 | 80.0 | 0.83 | 22 | 131 | 2.2 | 0.27 | |||||
2 | АК-60-4 | 7 | 1400 | 27 | 15.5 | 82.0 | 0.84 | 33.5 | 144 | 2.2 | 0.45 | |||||
3 | АК-61-4 | 10 | 1420 | 37 | 21.5 | 83.5 | 0.85 | 32 | 207 | 2.2 | 0.55 | |||||
4 | АК-62-1 | 14 | 1420 | 50.5 | 29.3 | 84.5 | 0.86 | 35 | 262 | 2.2 | 0.63 | |||||
5 | АК-72-6 | 20 | 950 | 76.3 | 44.2 | 85.0 | 0.81 | 63 | 212 | 2.0 | 2.1 | |||||
6 | АК-72-4 | 28 | 1420 | 56 | 42.8 | 87.0 | 0.87 | 71 | 250 | 2.6 | 1.3 | |||||
7 | АК-82-4 | 40 | 1440 | 137 | 79.5 | 88.0 | 0.87 | 74 | 336 | 2.6 | 2.5 | |||||
8 | АМ6-115-9 | 45 | 575 | 107 | 80.2 | 88.7 | 0.76 | 37 | 220 | 1.9 | 25 | |||||
9 | АК-82-4 | 55 | 1440 | 186 | 108 | 89.0 | 0.87 | 72 | 460 | 2.6 | 3.0 | |||||
10 | АМ6-115-8 | 70 | 725 | 244 | 141 | 90.5 | 0.83 | 218 | 200 | 2.6 | 23.0 | |||||
11 | АК-91-4 | 75 | 1460 | 247 | 143 | 90.0 | 0.88 | 115 | 383 | 2.6 | 6.2 | |||||
12 | АМ6-117-8 | 80 | 730 | 277 | 160 | 91.0 | 0.83 | 260 | 190 | 2.6 | 31.0 | |||||
13 | АМ6-125-8 | 95 | 730 | 318 | 184 | 91.0 | 0.86 | 248 | 245 | 2.0 | 45.0 | |||||
14 | АК-92-4 | 100 | 1460 | 330 | 191 | 90.5 | 0.88 | 117 | 520 | 2.8 | 7.6 | |||||
15 | АМ6-226-8 | 110 | 730 | 367 | 212 | 91.5 | 0.86 | 283 | 250 | 2.0 | 51.0 | |||||
16 | АМ6-114-4 | 115 | 1460 | 376 | 217 | 91.5 | 0.88 | 170 | 420 | 2.0 | 16.0 | |||||
17 | АМ6-116-4 | 125 | 1460 | 30.5 | 300 | 90.5 | 0.88 | 226 | 348 | 2.3 | 20.0 | |||||
18 | АМ6-115-4 | 135 | 1470 | 436 | 252 | 92.5 | 0.88 | 206 | 410 | 2.2 | 18.0 | |||||
19 | АМ6-125-6 | 130 | 980 | 426 | 246 | 92.0 | 0.87 | 192 | 430 | 1.8 | 40.0 | |||||
20 | АМ6-116-4 | 155 | 1470 | 492 | 284 | 93.0 | 0.89 | 247 | 390 | 2.2 | 20.0 | |||||
21 | АМ6-117-4 | 180 | 1470 | 398 | 93 | 93.0 | 0.89 | 268 | 415 | 2.2 | 22.0 | |||||
22 | АМ6-127-6 | 185 | 980 | = | 347 | 93.0 | 0.88 | 248 | 475 | 1.8 | 49.0 | |||||
23 | АМ6-116-4 | 225 | 1480 | = | 408 | 93.0 | 0.90 | 336 | 410 | 2.4 | 37.0 | |||||
24 | АМ6-128-6 | 215 | 930 | = | 400 | 92.5 | 0.88 | 286 | 470 | 1.8 | 54.0 | |||||
25 | АМ6-137-8 | 210 | 735 | = | 396 | 92.5 | 0.87 | 340 | 395 | 1.8 | 85.0 | |||||
26 | АМ6-136-6 | 240 | 985 | = | 450 | 93.0 | 0.87 | 258 | 584 | 1.9 | 76.0 | |||||
27 | АК-102-6 | 100 | 975 | 327 | 189 | 91.5 | 0.87 | 286 | 220 | 2.3 | 25.0 | |||||
28 | АК-102-6 | 125 | 975 | 405 | 234 | 92.3 | 0.88 | 348 | 225 | 2.3 | 29.0 | |||||
29 | АК-102-4 | 160 | 1465 | = | 298 | 92.5 | 0.89 | 322 | 310 | 2.2 | 17.0 | |||||
30 | АК-103-4 | 200 | 1470 | = | 360 | 93.5 | 0.89 | 405 | 304 | 2.4 | 20.0 | |||||
31 | АМ6-126-4 | 215 | 1480 | = | 408 | 93.0 | 0.90 | 336 | 410 | 2.4 | 37.9 | |||||
32 | АМ6-127-4 | 260 | 1480 | = | 470 | 93.0 | 0.90 | 385 | 425 | 2.4 | 40.0 | |||||
33 | АМ6-136-6 | 240 | 935 | = | 450 | 93.0 | 0.87 | 258 | 584 | 1.9 | 76.0 | |||||
34 | АМ6-138-8 | 245 | 735 | = | 455 | 93.0 | 0.88 | 380 | 410 | 1.9 | 94.0 | |||||
35 | АК-113-6 | 250 | 980 | = | 454 | 93.6 | 0.89 | 441 | 349 | 2.2 | 75.0 | |||||
36 | АМ6-137-6 | 280 | 985 | = | 516 | 93.3 | 0.88 | 300 | 595 | 2.0 | 84.0 | |||||
37 | АМ6-128-4 | 300 | 1430 | = | 535 | 93.5 | 0.91 | 400 | 455 | 2.3 | 44.0 | |||||
38 | АК-112-4 | 320 | 1470 | = | 575 | 93.8 | 0.90 | 443 | 440 | 2.1 | 47.0 | |||||
39 | АТ16В5-10 | 340 | 585 | 3000 | 86 | 90.8 | 0.84 | 435 | 475 | 1.7 | 370.0 | |||||
40 | АТ16В9-16 | 350 | 360 | 3000 | 93.5 | 90.0 | 0.80 | 410 | 520 | 1.9 | 720.0 | |||||
41 | АТ16В5-8 | 430 | 730 | 3000 | 107 | 91.1 | 0.85 | 580 | 450 | 1.9 | 370.0 | |||||
42 | АТ16В6-10 | 400 | 585 | 3000 | 100 | 91.2 | 0.84 | 520 | 465 | 1.8 | 420 | |||||
43 | АТ16В7-12 | 380 | 485 | 3000 | 97.3 | 90.6 | 0.83 | 365 | 635 | 2.0 | 540 | |||||
44 | АТ16Б7-10 | 440 | 585 | 6000 | 54.5 | 91.2 | 0.85 | 600 | 440 | 1.95 | 480 | |||||
45 | АТ16В8-12 | 450 | 490 | 3000 | 114 | 91.0 | 0.83 | 435 | 635 | 2.1 | 600 | |||||
46 | АТ16Б7-10 | 470 | 585 | 3000 | 116 | 91.7 | 0.85 | 600 | 470 | 1.9 | 480 |
Достоинства асинхронных электродвигателей (АЭД) – простота устройства, надежность, экономичность. Недостатки – сложность регулировки ω, квадратичность зависимости М от U (Мg – U2), плохие пусковые характеристики, небольшой пусковой момент при большем пусковом токе Iпуск.