Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Электромеханические свойства двигателей




 

Уравнение электрического равновесия цепи якоря двигателя постоянного тока (ДПТ) записывают следующим образом:

U = Е+ IR = КФω + I(Rя+ Rд),

где Uнапряжение, приложенное к цепи ДПТ, В; ЕЭДС, наведенная в обмотке якоря ДПТ, В; Iток в цепи якоря ДПТ, А; Rобщее сопротивление цепи якоря, Ом; Кбезразмерный коэффициент, определяемый конструктивными параметрами двигателя; Ф – магнитный поток ДПТ, Вб; ω – угловая скорость вращения якоря ДПТ (в дальнейшем просто скорость), рад/с; Rявнутреннее сопротивление цепи якоря ДПТ, состоящее из сопротивлений последовательно соединенных обмоток якоря rо.я, дополнительных полюсов rд.п и компенсационной rк.ощеточного контакта rщ, а также сопротивления последовательной обмотки возбуждения rо.в (для ДПТ последовательного возбуждения); Rд сопротивление добавочного резистора, включаемого последовательно в цепь якоря, Ом.

Внутреннее сопротивление цепи якоря ДПТ с независимым возбуждением (НВ) и ДПТ последовательного возбуждения (ПВ) рассчитывается соответственно по формулам:

Rя ≈ 0,5(1 – ηн)Uн/Iн = 0,5(1 – ηн)Rн,

Rя ≈ 0,75(1 – ηн)Rн,

где ηн, Uн, Iн, Rн соответственно номинальные КПД, напряжение, В, ток, А, и сопротивление, Ом.

Электродвижущая сила (ЭДС), наведенная в обмотке ДПТ при номинальной скорости ωн и номинальном магнитном потоке Фн,

Ен = Снωн = Uн – IнRя = Uн – ΔUя,

где Сн – коэффициент пропорциональности между ЭДС и скоростью, а также между электромагнитным моментом и током якоря в ДПТ при неизменном магнитном потоке возбуждения Фн.

Номинальный электромагнитный вращающий момент ДПТ

Мэ.н = КФнIн = Мн + Мх.х,

где Мн номинальный вращающий момент на валу электродвигателя, Н·м; Мх.х момент холостого хода (момент потерь) двигателя, Н·м. Этот момент мал относительно момента на валу двигателя, поэтому в приближенных расчетах им можно пренебречь и считать, что момент на валу двигателя равен его электромагнитному моменту.

Уравнение злектромеханической характеристики ДПТ НВ записывают следующим образом:

ω = (U – IR)/С = ω – Δω,

где ω0 – скорость якоря при идеальном холостом ходе ДПТ, рад/с; Δω – статическое падение скорости якоря, рад/с.

Уравнение механической характеристики ДПТ НВ записывают так:

ω = U/С – МR/С2 = ω0 – Δω,

где М – вращающий момент на валу двигателя, Н·м.

Мощность, потребляемая двигателем из электрической сети при номинальной нагрузке,

Рэ.н = UнIн = Рнн = Мнωнн,

где Рн – номинальная механическая мощность на валу двигателя, Вт; номинальная скорость якоря, рад/с; пн – номинальная частота вращения двигателя, мин-1.

Номинальный вращающий момент на валу двигателя

Мн = Рн · 103н = Рн · 103/(0,15пн).

Скорость идеального холостого хода

.

Сопротивления добавочных резисторов, включаемых в цепь якоря ДПТ для ограничения тока при пуске, рекуперативном и динамическом торможении, а также при торможении противовключением рассчитывают по формулам:

Rд.п.т = Uс/Iп – Rя;

Rд.р.т = (Ея - Uс)/Iт – Rя;

Rд.д.т = Ея/Iт – Rя;

Rд.т.п = (Uс + Ея) /Iт – Rя,

где Iп и Iт допустимые (предельные) начальные значения тока при пуске и торможении; Uсянапряжение сети и ЭДС якоря.

Физические величины, выраженные в относительных единицах:

вращающий момент М* = М/Мн;

магнитный поток Ф* = Ф/Фн ;

напряжение U* = U/Uн;

перепад скорости δ = (ω0 – ω)/ω0 = Δω/ω0;

скорость якоря ДПТ НВ ω* = ω/ω0;

скорость якоря ДПТ ПВ ω* = ω/ωн;

сопротивление R* = R/Rн при I = Iн , R = δ;

ток I* = I/Iн при Ф = Фн.

Полные потери мощности в двигателе при Р = Рн

.

Активное сопротивление фазы обмотки ротора асинхронного двигателя (АД) с фазным ротором

R*2 = R2/R = Rsн/R = sн;

скольжение АД s=0 – ω)/ω0 = 1 – ω*;

номинальное сопротивление фазы ротора АД с фазным ротором

;

угловая скорость вращения магнитного поля статора АД

ω0 = ω1 = 2πf1/p = πn1/30 ≈ 0,105 п1,

где f1 – частота питающего напряжения, Гц; р – число пар полюсов; п1частота вращения магнитного поля статора, мин-1,

частота (синхронная) вращения магнитного поля статора АД

п1 = 60f1/р;

скорость вращения ротора АД

ω = ω0(1 – s);

потери мощности в цепи ротора АД

ΔP2 = Рэ – Рмх = Мω0 – Мω = Мω0s = 3(I´2)22 = 3(I´2)R2,

где Рмхмеханическая мощность на валу ротора, Вт; I’´2 и R´2соответственно ток и активное сопротивление, приведенные к обмотке статора.

Уравнение механической характеристики АД записывают следующим образом:

,

где Мккритический (максимальный) момент двигателя, Н·м; а = R1 /R´2 – отношение активного сопротивления R1 фазы обмотки статора АД к приведенному активному сопротивлению R´2фазы обмотки ротора; sк – критическое скольжение, соответствующее критическому моменту.

Критическое скольжение АД при а = 1

.

Критическое скольжение при а 0

.

Частота тока ротора

f2 = f1s.

Общее активное сопротивление одной фазы ротора АД с фазным ротором

Rр = R2 + R2д.р,

где R2д.рсопротивление добавочного резистора, включаемого в цепь ротора, Ом.

Угловая скорость вращения якоря ДПТ ПВ на реостатной характеристике при фиксированном значении тока Ii.

,

где ωеi – угловая скорость на естественной электромеханической характеристике при фиксированном токе Iiрад/с.

Жесткость естественной механической характеристики

β* =(М*0 – М)/(ω*0 – ω),

где М*0момент, соответствующий скорости идеального холостого хода; М*0 = 0.

Отношение скольжений на естественной и искусственной характеристиках

sе/sи = R2/(R2 + R2д.р).

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-08-10; просмотров: 466. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.031 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7