РЭМ – привод с ДПТ со смешанным возбуждением

 

Предварительный расчет мощности, выбор и проверка ДПТ cо смешанным возбуждением.

 

Упрощенное аналитическое выражение механической характеристики М = (1)

Рассмотрим работу привода при балансирном руле с небольшим коэффициентом комплектации. Нагрузочная диаграмма имеет два участка:

При угле - М= (2)

При угле М= (3)

Время работы на первом участке определится уравнением

+ , след, t = (4)

Время работы при переменном моменте определяется из уравнения (5)

В уравнении (5) заменим текущее значение момента его аналитическим уравнением (3)

;

Введем коэффициенты и новую переменную ; ; ; После подстановки С Используем табличный интеграл

После подстановки коэффициентов

или

(6) T= (7) Подставляя значения и t₂ из уравнений (4) и (6) и решая относительно частоты вращения получим уравнение

(8)

Определяем расчетные значения пускового и номинального моментов, Н· м.

;

По уравнению аппроксимации механической характеристики определяем расчетную номинальную частоту вращения

Электродвигатель выбираем из условия

при степени защиты IP44

Построение механических характеристик ДПТ со смешанным возбуждением.

Естественная механическая характеристика строится по номинальным параметрам выбранного электродвигателя и уравнению аппроксимации, при этом значениями момента задаются от до .-кривая (1).

 

Результаты расчетов удобно свести в табличную формулу (она будет использоваться для дальнейших расчетов)

Частоту вращения холостого хода можно определить графически, для чего проводят касательную к кривой механической характеристики в точке а (, ) до пересечения с осью ординат – точка х (0, )

Для проверки на нагрев ДПТ со смешанным возбуждением, расчета пусковых и дополнительных сопротивлений в цепи якоря рассчитывают и строят зависимость

Предварительно считают, что E=U, тогда

СФ ;

Полное уравнение равновесия ЭДС для двигательного режима машины постоянного тока

откуда получают более точное значение СФ и

СФ ;

Сопротивление цепи якоря и последовательной обмотки берут из справочника или определяют из потерь мощности при номинальном режиме

При перекладке руля с борта на борт и заклинивании пера руля .

Рассчитывают сопротивление пускового резистора из условия (Е=0 при n=0)

где

Задаваясь значениями момента, определяют СФ и I и рассчитывают частоту вращения по уравнению

Результаты расчетов сводят в ту же таблицу и строят реостатную характеристику (2).

Реостатная характеристика для обеспечения режима удержания судна на курсе рассчитывается и строится в следующем порядке.

Определяется , , ;

По нагрузочной диаграмме определяют , рассчитывают , как указывалось выше.

Строят точку к (, )

По выше приведенной методике рассчитывают значение cФ и тока I_а , соответствующие среднему значению момента при ходе по курсу, и определяют величину дополнительного сопротивления в цепи якоря по уравнению

R_доп = (U – cФ·n_к)/ I_а – R_а –R_п

Задаваясь значениями момента от М_о до М_пк, определяют соответствующие значения СФ, I и рассчитывают значения частоты вращения

По результатам строят зависимость

Должно выполняться условие: М_пк > 1,2М_к

 

Проверка выбранного ЭД.

Двигатели постоянного тока со смешанным возбуждением обычно работают на естественной характеристике, но схемой предусматривается пуск при введенном в цепь якоря пусковом сопротивлении и переход на реостатную характеристику с пусковым сопротивлением при возрастании момента

В любом случае при проверке на перегрузочную способность должно выполняться условие

;

В маневренном режиме проверяется время перекладки руля с борта на борт. <30с, где время работы на отдельных участках определяется по уравнениям (4) и (6).

Строится зависимость и проводится проверка на нагрев по эффективному току.

, где ;

(30)

В режиме удержания судна на курсе проверка на число включений и нагрев производится, как и для ДПТ с параллельным возбуждением, но не по моменту, а по току.