; Оm;
Окончательное суммарное сопротивление якорной цепи будет иметь вид:
=1,24(0,00805+0,00655+0,00077+0,00309)+4*0,00145=0,902 Оm;
=1,24·0,28+2·0,0153=0,0129 Оm;
Произведение (КД.·ФН.Д.) определяем по паспортным данным двигателя:
, (4.7)
- номинальная угловая скорость вращения двигателя
, (4.8)
,
Статический момент сопротивления находится из соотношения:
МС=КЗ· МЭМ.Н= 1·148,88 = 148,88, (4.9)
где КЗ – коэффициент нагрузки;
МЭМ.Н. – номинальный электромагнитный момент двигателя М1, Н·м.
, (4.10)
Номинальный момент на валу двигателя:
, (4.11)
где РН.Д.– номинальная мощность, Вт
Для обеспечения необходимой скорости вращения двигателя ЭДС генератора должна превышать ЭДС двигателя на величину падения напряжения в сопротивлении якорной цепи:
ЕГ=(КД.· ФН.Д.)·Н.Д.IЯ.·RЯ .12
где IЯ. – ток двигателя, А.
Ток статической нагрузки, А:
IЯ.= IН.Д.· КЗ.=65·1=65, (4.13)
ЕГ=2,43·80,6+65·0,724=242,723 В,
Для построения статических характеристик двигателя необходимо знать всего две точки, так как они представляют собой прямую линию. В качестве таких точек удобно принять точки:
1 Точка идеального холостого тока (М=0, Iя=0),
2 Точка, в которой М=МС со скоростью вращения Н.Д.
3 Точка, в которой Iя.= IН.Д. со скоростью вращения Н.Д.
Также не обходимо построить статические характеристики при ЭДС генератора работающей при половиной скорости от номинальной.
ЕГ/0,5=( КД.· ФН.Д.)·Н.Д/2.IЯ.·RЯ В .15
ЕГ/0,5=2,43·40,3+65·0,721=144,794
Расчет естественной характеристики:
Рисунок 5.1- Электромеханические характеристики систем Д-Г и Д
Рисунок 5.2- Механические характеристики систем Д-Г и Д
5. Определение динамических параметров для электродвигателя
Динамическими называются параметры, определяющие характер протекания переходных процессов.
При расчете пренебрегают электромагнитной инерционностью якорной цепи, реакцией якорей генератора и двигателя, влиянием вихревых токов с учетом этих допущений к динамическим параметрам системы генератор-двигатель относятся:
1 Электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения генератора
(5.1)
2 Электромеханическая постоянная времени электропривода - ТМ
, (5.2)
где JД – приведенный к валу двигателя эквивалентный момент инерции всей системы ЭП, кг×м2
JД=KJ·JД.=2·10,25=20,5, (5.3)
где KJ – коэффициент инерции привода;
JД – момент инерции якоря привода, кг·м2.
где LВСР – индуктивность обмотки возбуждения, Гн;
RВГ - активное сопротивление обмотки возбуждения, Оm.
Индуктивность обмотки возбуждения является переменной величиной и зависит от тока возбуждения. Пользуясь кривой намагничивания ФГ=f(F), найдем зависимость LB=f(IВ.Г.) по формуле:
, (5.4)
где ФН.Г,IВГ.Н – номинальное значение потока и тока возбуждения генератора;
н – коэффициент рассеивания магнитного потока при номиналом режиме. н = 1,1.
Расчеты по формуле (5.4) удобно свести в таблицу 5.1
Таблица 5.1- Расчет индуктивности обмотки возбуждения
ΔIВГ
ΔФН.Г
ΔФН.Г/ΔIВГ
(3)+(4)
(5)×2рWов.г.
IВСРj
1,052
0,0031
0,00208
0,00027
0,0023
12,22
0,526
1,053
0,0022
0,00149
0,0017
8,74
1,57
0,00157
0,00168
0,00195
6,46
2,631
0,00123
0,000647
0,00091
7,41
3,68
0,0007
0,000855
0,0011
3,45
4,73
0,0009
0,000427
0,00069
4,18
5,78
2,106
0,000213
0,0004
2,62
7,36
4,21
0,00294
0,0032
1,52
10,52
По данным таблицы 5.1 строим зависимость .
(5.5)
Рисунок 5.1-Расчет LВ.СР.
LВСР= 7,9 Гн,
.
6. Определение коэффициента форсировки
Для сокращения длительности переходного процесса в системе генератор-двигатель используется методы форсированного изменения тока возбуждения. Как правело, форсировка возбуждения осуществляется за счет приложения повышенного напряжения UC к цепи возбуждения генератора на период разгона двигателя до основной скорости.
UC=KФ··UВ, (6.1)
где KФ – коэффициент форсировки;
UВ – напряжение на обмотке возбуждения генератора в установившемся
режиме, В.
UВ=IВГН··RВГ=4,68·43=201,24, (6.2)
Предварительное значение коэффициента форсировки определяем из условия, что K1 во время форсировки закорочено, и максимальный ток якоря Iя мах во время пуска не превысит допустимого IДОП=2,25·IД.Н.= 146,25 А.
(6.3)
где IКЗ – ток КЗ при ЭДС генератора, обеспечивающей номинальную скорость вращения двигателя, А.
IКЗ=ЕГ1/RЯ=242,7/0,721=336,615, (6.4)
где ЕГ1- ЭДС генератора, обеспечивающая основную скорость вращения двигателя, В.
IС=КЗ ·IНД=1 ·65=65, (6.5)
где IС – ток статической нагрузки,А
UC = 1,23 ·201,24=247,52 В,
Принимаем ближайшее большее стандартное значение UC. Данное условие удовлетворяет нашим условиям так как UC =440.
7. Расчет резисторов в цепи обмотки возбуждения генератора
7.1 Определение сопротивления разрядного резистора R4
При выборе разрядного резистора R4 необходимо выполнить два условия.
Во-первых, допустимое перенапряжение на обмотке возбуждения генератора в момент ее отключения, находящейся под номинальным током, не должно превышать десятикратного номинального напряжения возбуждения, т.е.
I н.г ×R4 £ 10×Uг.н. (7.1.1)
С учетом (2.32) для величины сопротивления R4 можно записать первое условие:
R4 £ 10×Uвн / Iвгн, (7.1.2)
или:
R4 £ 10×Rвг. (7.1.3)
Во-вторых, максимальное значение тока якорной цепи при этом не должен превышать допустимого по условиям коммутации:
Iяmax £ kIд.н, (7.1.4)
где k – коэффициент перегрузки по току, k=2,28.
Для расчета R4 пользуются упрощенной зависимостью:
, (7.1.5)
где Тво – постоянная времени обмотки возбуждения при ее отключении,
Тво=Lвср/(Rвг+R4), c.
С учетом условия (6.1.4) выражение (6.1.5) преобразуется к виду:
, (7.1.6)
где n=R4/Rвг.
Из (7.1.6) найдем n, для этого сначала найдем левую часть равенства:
Теперь из равенства (7.1.6) найдем n, методом подбора
Таблица 7.1.1- опредиленеи n:
n
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0,42
0,486
0,524
0,559
0,588
0,612
0,184
0,652
0,668
Рисунок 7.1.1-График зависимости =f(n)
R4=n·Rв.г.=7,79·43=335 Ом
7.2 Определение сопротивления резисторов R1, R2, R3
Резистор R1 при форсированном пуске служит для гашения избытка сетевого напряжения (напряжение генератора-возбудителя) В,
Uизб = Uс – Кф×Uвр. (7.2.1)
Uизб=440-1,22·201,24=194,5
Сопротивление резистора R1 можно определить по формуле
, (7.2.2)
где Iвф,А – установившееся значение тока в цепи возбуждения при форсировке;
Iвф = Кф×Iвг +IR4, (7.2.3)
где IВГ,A – ток возбуждения генератора при форсировке:
IВГ=КФ· Iвг=1,22·4,68=5,709,
где IR4,А – ток в разрядном сопротивлении R4, определяемый соотношением
IR4=Кф×Uвр/R4=247,52/335=0,732, (7.2.4)
Таким образом ток в цепи возбуждения при форсировке, A:
Iвф=5,709+0,732=6,44,
Сопротивление резистора: Ом
Уточненное значение R1 определяют по формулам:
(7.2.5)
Где: , (7.2.6)
, (7.2.7)
Таблица 7.2.1 – опредиление сопротивления R1
R1
Kф’
Iя max
30,19
1,22
178
40
1,067
163
44
1,015
160
45,3
0,999
158
, (7.2.8)
Учитываем то, что К ‘ф не должно быть больше единицы, поэтому R1=45,3 Ом (выбираем из условия при К ‘ф=1). В этом случае форсировка будет реализована посредством постоянно включенного сопротивления R1, а сопротивление R2 будет отсутствовать.
Сопротивление резистора R3 находят из условия получения половинной скорости вращения двигателя:
, (7.2.9)
где Iвг0,5 – ток возбуждения генератора, обеспечивающий половинную скорость вращения, А. Iвг0,5=1,98
Недостатками данной системы являются низкое к.п.д., большая установленная мощность из-за наличия трех машин.
Список источников информации
1. Чиликин М.Г. и др. Основы автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1974. –567 с.
2. Ключев В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов. –М.: Энергоатомиздат, 1985. –560 с.
3. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. –М.: Наука. Гл. ред. физ.мат. лит., 1981. –720 с.
4. Андреев В.П., Сабинин Ю.А. Основы электропривода. –М.; Л.: Госэнергоиздат, 1963. –722 с.
5. Попович М.Г., Борисюк М.Г., Гаврилюк В.А. та ін. Теорія електропривода. –К.: Вища шк.. 1993. –494 с., іл.
6. Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Теория автоматизированного электропривода» для студентов специальностей 7.092203 (7.092206, 7.090803) /Сост. Клепиков В.Б., Горохов А.Г., Шамардина В.Н., Касторный П.М. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2003. - с.
Страницы: 1, 2
