Розрахунок триступінчастого реостатного пуску дпс нз

 

Найпростішим і широко поширеним способом регулювання (обмеження) струму та моменту є реостатний метод (рис. 2.3). При введенні додаткового опору в коло якоря ДПС НЗ можна обмежувати струм і момент двигуна під час роботи на штучних механічних характеристиках, а під час зміни опору додаткового резистора – підтримувати момент, який розвиває двигун.

Цей спосіб широко застосовують в тих випадках, коли до показників якості регулювання швидкості не пред'являються високі вимоги. Спосіб відрізняється універсальністю і простотою реалізації.

 

Рис. 2.3 Схема реостатного пуску ДПС НЗ

При введенні регульованого резистора, що дозволяє реалізувати дві або більш штучні характеристики, він секціонується на відповідне число ступенів (у нашому випадку три), які замикаються послідовно за допомогою реле струму (РС) в міру розгону двигуна.

Сукупність двох і більш штучних характеристик при пуску двигуна,

називається пусковою діаграмою.

Вихід на природну характеристику й максимальний струм при виведенні

чергового реостатного ступеню становлять величину I1=2.5Iном за умовою комутації двигуна, (це початкова умова). Струм I2 називається струмом перемикання, саме на його величину настроєно реле струму (РС), контакти якого шунтують ступені пускового реостату.

Розрахунок пускової діаграми починають із визначення точної величини

струму перемикання I2. Для цього обчислюють величину λ:

(2.22)

(2.23)
де n – кількість ступенів пуску, в нашому випадку n=3.

Далі виконується розрахунок опорів пускової діаграми:

- розраховуємо опір якірного кола за ступенями пуску:

(2.24)

(2.25)

(2.26)

- розраховуємо опір ступенів пускового реостату:

(2.27)

(2.28) (2.29)

 

- розраховуємо рівняння реостатних характеристик пуску на діаграмі:

(2.30)

де - i = 1, 2, 3.

(2.31)

 

- розраховуємо швидкості перемикання ступенів:

(2.32)

 

де - i = 1, 2, 3.

(2.33)

- «сталі» швидкості й постійні часу:

(2.34)

де - i = 1, 2, 3.

(2.35)

Для природної характеристики ωв = ωн, а

(2.36)

Сумарну інерційність системи як і для випадку гальмування прийняти

рівної 10 кг .

Обчислюємо величину λ за формулою 2.22

Обчислюємо величину струму перемикання за формулою 2.23

 

 

Розраховуємо опір якірного кола за ступенями пуску по формулам 2.24-2.26:

Розраховуємо опір ступенів пускового реостату за формулами 2.27-2.29:

 

Обчислюємо величину β_i за формулою 2.31:

 

 

Розраховуємо М за формулою 2.30:

[H*м];

[H*м];

[H*м];

 

Розраховуємо швидкість перемикання системи за формулами 2.32-2.33:

 

[H*м];

 

 

[рад/с];

[рад/с];

 

[рад/с];

 

Розраховуємо «сталі» швидкості й постійні часу за формулою 2.34-2.35:

[рад/с];

[рад/с];

[рад/с];

 

 

 

Розраховуємо Т_в для природної характеристики за формулою 2.36:

 

Пускову діаграму вичертили на міліметрівці рис. 2.4

 

Розрахуємо перехідний процес для пуску зміни швидкості й моменту (струму) в часі (рис. 2.5) за формулами (2.37 - 2.42):

перша ступень:

=0, = (2.37)

=0 рад/с, =102,32 рад/с;

друга ступень:

=ω1, = ; (2.38)

=74,72 рад/с, = 131,37 рад/с;

третя ступень:

= ω2, = ; (2.39)

=115,76 рад/с, =147,9 рад/с;

Далі виконуємо побудову природної характеристики:

= ɷ3, = (2.40)

= 139,12 рад/с; = 157рад/с,

час роботи на ступені:

(2.41)

де i = 1, 2, 3.

Час пуску:

(2.42)

За формулою 2.41 розраховуємо час роботи на ступені:

 

 

 

За формулою 2.42 розраховуємо час пуску:

 

Завдання №3

Розрахунок штучних характеристик двигуна

За номінальними даними ДПС ПЗ по універсальній (автоматичній) характеристиці розрахувати природну механічну (або електромеханічну) характеристику визначити задану штучну характеристику.

Таблиця 1.1 Вихідні данні

№ вар.	Рном, кВт	Uном, В	nном, об/хв.	Вид штучної хар-ки	Задане значення хар-ки при номінальному навантаженні
				Реостатна	0,75

 

У електроприводі електричного транспорту та ряду підйомних машин і механізмів знайшли широке розповсюдження двигуни постійного струму послідовного збудження (ДПС ПЗ). Основною особливістю цих двигунів є включення обмотки збудження послідовно з обмоткою якоря, унаслідок чого струм якоря одночасно є і струмом збудження.

Для двигуна ДПС ПЗ можливі три варіанти схеми шунтування обмотки якоря: шунтування обмоток якоря і збудження при наявності в колі якоря послідовного опору; шунтування обмоток якоря; паралельне вмикання обмоток якоря і збудження при наявності спільного послідовного опору.

Ввімкнення двигуна за першою схемою дає змогу порівняно з нормальною схемою ДПС ПЗ дещо збільшити жорсткість механічних характеристик під час значних навантажень. Це пояснюється тим, що завдяки опору шунта знижуються коливання напруги на якорі двигуна під час зміни його струму. При малих навантаженнях характеристики, як і в нормальній схемі, дуже м’які й асимптотично наближаються до осі ординат.

Регулювання за другою схемою можна здійснювати вниз від основної швидкості і тільки під час навантаження на валу двигуна. Допустиме навантаження на валу двигуна під час зміни швидкості залишається сталим.

Перевага цієї схеми порівняно із схемою реостатного регулювання незначна, а за енергетичними показниками вона значно поступається останній, внаслідок чого широко не застосовується.

Регулювання за третьої схемою завдяки підживленню обмотки збудження струму, який проходить через шунтуючий опір. Двигун може стало працювати при малих статичних моментах, холостому ході, а також у режимі рекуперативного гальмування.

Рівняння механічних характеристик для всіх варіантів схем можна одержати шляхом опису рівнянь Кірхгофа для силових кіл і їх перетворень.

При розрахунках номінальне значення ЕДС двигуна прийняти Eном=0,93*Uном (у частках від номінальної напруги). Номінальне значення ККД двигуна прийняти ηн=0,88.

 

3.1 Визначення номінальних даних двигуна

За номінальними даними двигуна (Таблиця 1), визначаємо номінальні дані двигуна, що є базовими для перерахування характеристик у відносних одиницях.

Визначаємо номінальне значення Е за формулою:

(3.1)

 

Визначаємо номінальне значення струму за формулою

(3.2)

Визначаємо номінальне значення магнітного потоку за формулою

(3.3)

Визначаємо номінальний момент за формулою

(3.4)

Визначаємо природний опір якірного кола

(3.5)