Предварительный расчет мощности, выбор и проверка исполнительного двигателя в системе Г-Д.

Аналитическое выражение механической характеристики ДПТ с независимым возбуждением в системе Г-Д

(1)

Рассмотрим работу привода при балансирном руле с небольшой степенью компенсации, когда аппроксимированная нагрузочная характеристика имеет два участка:

М = М (2) и М=М + (3)

При установившемся равномерном движении

(4)

Время работы привода на первом участке определится если в уравнение (4) подставить значение М = М

; ; (5)

Рассмотрим второй участок, где момент величина переменная и определяется уравнением (3)

Введем коэффициенты и новую переменную

; ; ; ;

Тогда С ;

Используем табличный интеграл

Подставляем коэффициенты

Общее время перекладки руля Т= t (7)

Подставляя выражения для t и t₂ из уравнений (4) и (6) в уравнение (7) и, решая его относительно частоты вращения идеально холостого хода, получим уравнение

(8)

Определяем расчетное значение пускового и номинального моментов, Н·м

;

где К =0,9 – коэффициент запаса на потерю напряжения;

К =0,9- коэффициент запаса на механический износ.

По уравнению (8) определяют расчетное значение частоты вращения идеального холостого хода.

Расчетную величину номинальной частоты вращения определяют из уравнения

где б = (0,04÷0,06) – статизм механической характеристики ДПТ с независимым возбуждением.

Расчетное значение номинальной мощности исполнительного двигателя

Двигатель выбирают из условия

при и степени защиты IP44.

 

Построение механических характеристик исполнительного двигателя.

На основании паспортных данных выбранного двигателя рассчитывают:

 

и частоту вращения идеального холостого хода

; – точка х.

Определяют , строят точку п.

По уравнению аппроксимации рассчитывают и строят механическую характеристику ИД в системе Г–Д.

 

В режиме удержания судна на курсе для уменьшения потерь снижают скорость перекладки руля введением дополнительного сопротивления в цепь возбуждения независимой обмотки генератора, т.е. уменьшают

Магнитная система генератора становится ненасыщенной, а механическая характеристика ИД становится линейной. Чтобы построить механическую характеристику для режима удержания судна на курсе поступают следующим образом:

- определяют необходимую частоту вращения ИД

, угол перекладки - задан, частота вращения

-по нагрузочной диаграмме определяют и рассчитывают среднее значение момента

- простой руль; - балансирный руль при

- строят точку к (, );

-по уравнению аппроксимации определяют частоту вращения ИД при в системе Г-Д.

, <

- строят точку а (, );

- через точки (п) и (а) проводят прямую линию до пересечения с осью ординат – точка . Она соответствует идеальному холостому ходу, если бы магнитная система генератора была не насыщена. Аппроксимируется характеристика уравнением прямой

-из теории электропривода известно, что в системе Г-Д все характеристики параллельны друг другу, следовательно, через точку к можно провести прямую, параллельную построенной прямой, которая определит значения , . Аппроксимируя можно записать .

Необходимо, чтобы выполнялось условие

Для построения реостатной характеристики значения граничных точек можно рассчитать аналитически:

(1) Из подобия ∆ впо и ∆сdо следует или (2) Подставляя значение из уравнения (2) в уравнение (1) получим

и (3) - (,0)

Чтобы рассчитать координаты в уравнение (2) подставляем выражение для из уравнения (3)