Предварительный расчет мощности, выбор и проверка ДПТ с параллельным возбуждением и резистором в цепи якоря.

Механическая характеристика аппроксимируется уравнением: (1).

Рассмотрим работу привода на балансирный руль с небольшой степенью компенсации, тогда нагрузочную характеристику можно представить в виде двух отрезков. При М = М₀ (2) и при (3)

В начале проектирования известны углы и время перекладки руля, а граничные параметры реостатной характеристики электродвигателя (n_x, M_п) неизвестны. Для их расчета составим уравнение связи между нагрузочной характеристикой и механической, при этом будем исходить из установившегося движения, то есть или

Получим и решим уравнение для определения времени работы на первом участке – t₁.

(4)

Определим время перекладки на втором участке t₂.

;

Введем коэффициенты и новую переменную

Подставляем значение коэффициентов

; (5)

Общее время перекладки руля T = t₁ + t₂. Подставляем выражения для t₁ и t_2, решаем относительно частоты вращения идеального холостого хода

(6)

В уравнении (6) два неизвестных – М_П и n_x.

Обычно определяют момент пусковой из условия, что в самых неблагоприятных условия он должен быть равен или больше максимального момента на переднем ходу.

,

где k_н = 0,9 – коэффициент запаса по напряжению;

k_M = 0,9 – коэффициент запаса на механический износ.

Расчетный номинальный момент .

Рассчитав по уравнению (6) частоту вращения холостого хода определяют расчетную номинальную частоту вращения:

, где δ = 0,06 ÷ 0,1 – статизм естественной механической характеристики ДПТ с параллельным возбуждением небольшой мощности.

Расчетная номинальная мощность:

.

Выбираем ЭД по каталогу так, чтобы , степень защиты не ниже IP44..

Выводы:

– если большое расхождение между расчетным и номинальным значением частоты вращения, то корректируют передаточное число;

– для простых рулей в уравнении (6) принять α₁ равным нулю.

– для балансирных рулей с большой степенью компенсации уравнение (6) будет иметь шесть слагаемых.

 

Построение механических характеристик ДПТ с параллельным возбуждением.

 

Определяют номинальный момент выбранного электродвигателя по уравнению:

[Н•м].

Строят точку n (n_НОМ, М_НОМ).

 

Для определения ординат второй точки Х (n_х,0) рассчитывают:

,

где - сопротивление цепи якоря, Ом;

- сопротивление перехода щетки – коллектор, Ом;

- сопротивление обмоток якоря и дополнительных полюсов.

Частота вращения идеального холостого хода:

;

Если в справочнике не указаны сопротивления цепи якоря, то их можно определить с достаточной степенью точности, исходя из равенства постоянных и переменных потерь при номинальном режиме работы (справедливо для ЭД средней мощности).

Соединяя точки х и n прямой, получают естественную характеристику ЭД.

Для построения реостатной характеристики рассчитывают значение пускового момента , строят точку п (0,М_П) и соединяют с точкой х прямой.

Величина необходимого сопротивления в цепи якоря определяется из известного в теории электропривода отношения: .