Методические указания и пример расчета. Решение данной задачи рассматривается при следующих исходных данных: Pном=21 кВт, Uном=220 В, ηном=0,865
Решение данной задачи рассматривается при следующих исходных данных: Pном=21 кВт, Uном=220 В, ηном=0,865, cosφном=0,83, Mmax/Mном=3,2, U2ном=114 В, sном=0,025, p=3; обмотка статора соединена звездой. Это решение осуществляется в следующим образом.
Определяются критические скольжения, относящиеся к естественной и второй искусственной характеристикам. Критическое скольжение, относящееся к естественной характеристике,
Критическое скольжение, относящееся ко второй искусственной характеристике, 
.
Определяются частота вращения поля статора и номинальная частота вращения ротора: 
об/мин;
об/мин;
Определяются номинальный и максимальный моменты на валу:
Н•м;
Н•м.
Определяются номинальные фазные напряжение и ток статора:
В;
А;
Составляется схема замещения двигателя при номинальном режиме работы (рис. 40) и на основе ее определяются приведенное активное сопротивление ротора R2″ и индуктивное сопротивление двигателя при опыте короткого замыкания ХК. Полное сопротивление 
Ом.
|
Рис. 40
Полное сопротивление Zном, индуктивное сопротивление ХК и активное сопротивление R2′/sном связаны уравнением 
. Учитывая то, что для упрощенной схемы замещения ХК≈ R2′/sкр, получаем:
. После подстановки числовых значений данное уравнение принимает вид: 
. Решив данное уравнение, получаем: R2'= 0,12 Ом. В связи с этим ХК=0,12/0,156 = 0,77 Ом.
Составляется схема замещения двигателя с пусковым реостатом (рис. 41) и на ее основе определяются приведенные сопротивления пусковых резисторов RП1 и RП2. При включении в цепь ротора верх-
Рис. 41
ней ступени пускового реостата (рис. 39) в схему замещения добавляется резистор RП2′/s (рис. 41). Данному состоянию схемы соответствует уравнение
, решив которое получаем RП2′ = 0,325 Ом. При включении в цепь ротора обеих ступеней реостата, в схему замещения добавляются два резистора: RП2/s и RП1/s. Данному состоянию схемы соответствует уравнение:
, решив которое, поучаем RП1′ = 0,325 Ом.
Определяются фазное напряжение обмотки ротора U2ф.ном, коэффициент трансформации двигателя К и сопротивления пусковых резисторов RП1 и RП2:
В;
; 
Ом.
Определяются пусковые токи и моменты для каждой характеристики:
А;
А;
А;
Н•м;
Н•м.
Строятся графики зависимостей M(s) (рис. 42). Графическим путем определяются скольжения sном1 и sном2, которые, будет иметь двигатель, работая согласно характеристикам M(s)1 и M(s)2 с моментом на валу, равным номинальному. При этом получилось: sном1=0,32; sном2 =0,17.
Определяется частоты вращения nном1, nном2 и токи статора Iном1, Iном2 соответствующие скольжениям sном1 и sном2:
об/мин;
об/мин;
А;
А.
|
Для удобства анализа и использования значения, найденных в процессе решения задачи величин приводятся в табл. 27.
Таблица 27
| Наименование величин, их обозначения и единицы измерения | Характеристики М и значения величин, относящихся к ним | ||
| M(s)1 | M(s)2 | M(s) | |
| Критические скольжения sкр1, sкр2, sкр Пусковые моменты MП1, MП2, MП, Н•м Пусковые токи IП1, IП2, IП, А Величины, соответствующие номинальному моменту на валу А) скольжения sном1, sном2, sном Б) частоты вращения ротора nном1, nном2, nном, об/мин В) токи статора Iном1, Iном2, Iном, А | 0,32 | 0,578 0,17 | 0,156 0,025 45,2 |
Задача 14. Расчет характеристик двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.
Рассчитать и построить механические характеристики двигателя, указанные в табл. 28. Знак "X" в ней означает, что данный контакт замкнут. Схема электрической цепи двигателя приведена на рис. 43. Исходные данные к расчету приведены в табл. 29 и 30. Этими данными являются: номинальное напряжение двигателя Uном, номинальная мощность Pном, номинальная частота вращения якоря nном, номинальный коэффициент полезного действия ηном, сопротивление обмотки якоря RЯ, сопротивление обмотки возбуждения RВ, кратность пускового момента MП/Mном, ток возбуждения IВ в процентах от IВ.ном, поток возбуждения Φ в процентах от Φном. Естественная характеристика n(M) получается при номинальном возбуждении; Ф = Φном. Первая реостатная механическая характеристика n(M)1 должна обеспечивать пусковой момент, значение которого указано в табл. 30. Вторая реостатная механическая характеристика n(M)2 должна занимать среднее положение между характеристиками n(M) и n(M)1. Первая полюсная механическая характеристика n(M)3 получается при Ф= 0,75 Φном, а вторая n(M)4 - при Ф=0,5Φном. При определении тока возбуждения по заданному магнитному потоку следует пользоваться вебер-амперной характеристикой магнитной цепи двигателя, приведенной в табл. 31. График этой характеристики необходимо представить в данной работе.
При расчетах реакцией якоря следует пренебречь.
Пуск двигателя начинается согласно первой реостатной характеристике, т.е. 
|
Таблица 28
| Условное обозначение и наименование характеристики | Контакты и их положение | |||
| К1 | К2 | К3 | К4 | |
| n(M) - естественная механическая характеристика | Х | Х | Х | Х |
| n(M)1 - первая реостатная механическая характеристика | Х | Х | ||
| n(M)2 - вторая реостатная механическая характеристика | Х | Х | Х | |
| n(M)3 - первая полюсная механическая характеристика | Х | Х | Х | |
| n(M)4 – вторая полюсная механическая характеристика | Х | Х |
Таблица 29
| Номер личного варианта | Uном, В | Pном, кВт | nном, об/мин | ηном, % | RЯ, Ом | RВ, Ом |
| 1,0 1,5 2,2 3,2 4,5 6,0 8,0 11,0 14,0 19,0 3,8 13,5 14,0 34,5 4,3 1,0 5,2 4,5 8,1 8,6 1,2 2,6 3,8 1,1 5,2 | 1,20 0,80 0,48 0,34 0,23 0,62 0,44 0,31 0,21 0,16 1,20 0,21 0,11 0,04 1,16 0,80 1,50 0,60 0,94 0,45 1,90 0,70 0,82 1,40 0,74 |
Таблица 30
| Номер группового варианта | |||||
| Кратность пускового момента MП/Mном | 2,0 | 2,4 | 1,8 | 2,2 | 1,6 |
Таблица 31
| Ток возбуждения IВ процентах от Iном в | ||||||||
| Поток возбуждения Ф в процентах от Фном |