Расчет электропривода

Исходные данные

U_н=220 В — номинальное напряжение

2 р=4 — двигатель четырехполюсный Тип Д-810

Р_н=55 кВт — номинальная мощность

n_н=550 об/мин — номинальная частота вращения

I_н=282 А — номинальный ток якоря

r_я+r_дп=0,0356 Ом — сопротивление якорной обмотки и добавочных полюсов

N=234 — число активных проводников якоря

2a=2 — число параллельных ветвей якоря Ф_н=47,5 мВб — номинальный магнитный поток полюса

Решение

1. Рассчитать и построить естественные электромеханическую и механическую характеристики.

k = pN/2a=2*234/2=234 — конструктивный коэффициент двигателя

kФн=Е/щ=(Uн.-Iн.(Rя.+ Rд.п.))/щ=3,65 (Вб.)

щ_н=2рn_н/60=57,57 (рад./с.)

Построение электромеханической характеристики — щ (I)

щ (I)=(Uн. — I (Rя.+ Rд.п.))/ kФн щ=0, I=6179,78 (A.)

I=0, щ=60,27 (рад./c.)

Построение механической характеристики — щ (M)

щ (M)=Uн — M (Rя.+ Rд.п.)/(kФн) щ=0, M=22 (кН/м)

M=0, щ=60,27 (рад./c.)

2. Определить величину добавочного сопротивления, которое необходимо ввести в цепь якоря для снижения скорости до щ=0,4щ_н при номинальном токе якоря двигателя I=I_н. Построить электромеханическую характеристику, на которой будет работать двигатель с пониженной скоростью

Схема реостатного регулирования двигателя независимого возбуждения:

щ=0,4щ_н=23,03 (рад/с) щ=(Uн. — Iн (Rя.+ Rд.п.+Rд))/ kФн

kФн* щ= Uн. — Iн (Rя.+ Rд.п.+Rд)

Iн (Rя.+ Rд.п.+Rд)= Uн — kФн* щ

Rд=(Uн — kФн*щ)/ Iн — (Rя.+Rд.п)=(220−84,06)/282−0,0356=0,4465 (Ом) — добавочное сопротивление Построение электромеханической характеристики — щ (I)

щ (I)=(Uн. — I (Rя.+ Rд.п.+Rд))/ kФн щ=0, I=456,43 (A)

I=0, щ=60,27 (рад./c.)

двигатель якорь тормозной электромеханический

3. Определить добавочное тормозное сопротивление, ограничивающее ток якоря двукратным значением от номинального I=2Iн при переходе из номинального режима в генераторный:

а) торможение противовключением Из формулы: щ (I)=(Е — I R)/ kФн находим Rобщ:

Rобщ=(щ_н.(kФ)_н. — (-Uн.))/-2Iн=(57,57*3,65+220)/(2*282)=0,7626 (Ом.)

Rд=Rобщ — (Rя.+ Rд. п)=0.727 (Ом) Берём, при расчётах, сопротивление по модулю.

Построение электромеханической характеристики — щ (I)

щ (I)=(E — I R)/ kФн щ=0, I=-288,5 (A.)

I=0, щ=-60,27 (рад./c.)

Построение механической характеристики — щ (M)

щ (M)= E — M*R /(kФ) щ=0, M=-1,05 (кН/м)

M=0, щ=-60,27 (рад./c.)

б) динамическое торможение Так как при динамическом торможении якорные цепи машины отключены от сети, то в выражении следует приравнять нулю напряжение Uн, тогда уравнение примет вид:

М = - I_н Ф=-13,4 Н/м щ=М*Rобщ/(kФн)²

Rобщ= щ_н*(kФн)²/М=57,57*3,65²/13,4=57,24 (Ом)

Rд=Rобщ — (Rя.+ Rд. п)=57.2 (Ом) Построение электромеханической характеристики — щ (I)

щ (I)=(E — I R)/ kФн щ=0, I=-3,8 (A.)

I=0, щ=60,27 (рад./c.)

Построение механической характеристики — щ (M)

щ (M)= E — M*R /(kФн) щ=0, M=-14,03 (кН/м)

M=0, щ=60,27 (рад./c.)

4. Рассчитать и построить электромеханическую и механическую характеристики при ослабленном потоке Ф=0,8Фн

Ф=0,8Фн=0,8*47,5=38 (мВб)

kФ=2,92 (Вб.)

Построение электромеханической характеристики — щ (I)

щ (I)=(Uн. — I (Rя.+ Rд.п.))/ kФ щ=0, I=6179,78 (A.)

I=0, щ=75,34 (рад./c.)

Построение механической характеристики — щ (M)

щ (M)=Uн — M (Rя.+ Rд.п.)/kФ щ=0, M=18 (кН/м)

M=0, щ=75,34 (рад./c.)

5. Рассчитать и построить электромеханическую и механическую характеристики при пониженном напряжении U=0,3Uн

U=0,3Uн=66 (B)

Построение электромеханической характеристики — щ (I)

щ (I)=(U. — I (Rя.+ Rд.п.))/ kФн щ=0, I=1853,93 (A.)

I=0, щ=18,08 (рад./c.)

Построение механической характеристики — щ (M)

щ (M)=U — M (Rя.+ Rд.п.)/(kФн) щ=0, M=6.77 (кН/м)

M=0, щ=18,08 (рад./c.)

6. Определить скорость двигателя при рекуперативном спуске груза, если момент двигателя составляет М=1,5Мн

М=1,5Мн=1,5*13,4=20,1 (Н/м) щ (M)=Uн — M (Rя.+ Rд.п.)/(kФн)=60 (рад/с)

n=60*щ/(2*р)=574 (об/мин)

7. Рассчитать пусковую диаграмму и пусковые сопротивления для пуска двигателя в четыре ступени аналитическим методом. Пуск форсированный, построить пусковую диаграмму.

Схема включения пусковых резисторов Значения токов переключения I₁ и I₂ выбираем, исходя из требований технологии к электроприводу и коммутационной способности двигателя.

I₁=2,4* I_н

I₂=1,2*I_н

л= I₁/I₂=R₁/(Rя+Rдп)=2 — отношение токов переключения

R₁= л*(Rя+Rдп)=0,0712 (Ом)

r₁= R₁ — (Rя+Rдп)=0.0356 (Ом)

R₂= R₁* л=0,1424 (Ом)

r₂= R₂ — R₁=0.1068 (Ом)

R₃= R₂* л=0,2848 (Ом)

r₃= R₃ — R₂=0,178 (Ом) Построение пусковой диаграммы щ (I)=(Uн. — I (Rя.+ Rд.п.))/ kФн щ₀=0, I₁(R₃)=772,47 (A)

щ₁(I₁)=(Uн. — I₁R₂)/ kФн=30,14 (рад/с) щ₂(I₁)=(Uн. — I₁R₁)/ kФн=45,21 (рад/с) щ₃(I₁)=(Uн. — I₁(Rя+Rдп))/ kФн=52,72 (рад/с)

I=0, щ=60,27 (рад./c.)