11. Розрахунок і вибір згладжуючого реактора

П риведена індуктивність фази трансформатора

де f1 - частота напруги живлячої мережі.

Індуктивність обмотки якоря двигуна

Без згладжуючого дроселя повна індуктивність ланцюга якоря складає

Мінімальний струм електроприводу існує при холостому ході в режимі налаштування

Основне призначення реактора – збільшити повну індуктивність ланцюга випрямленого струму до величини, потрібної за умовами обмеження зони переривистих струмів і пульсацій струму. Зона переривистих струмів має найбільшу ширину при на α ≈ 90 эл.град.

Необхідна повна індуктивність така, щоб струм холостого ходу приводу або мінімальний струм навантаження був на межі цієї зони

де Id гр = Imin ; Id гр =17,62 A;

ωc - кутова частота напруги живлячої мережі, с;

ωc = 2πf; ωc = 2π∙50 = 314

Kсх - схемний коефіцієнт, рівний 2,35 для мостовій;

- максимальна випрямлена ЕДС перетворювача,

Індуктивність згладжуючого реактора

Обираємо три дроселя типу ТТД1W-1,8/120 для послідовного з’днання.

Індуктивність одного дроселя 1,8 мГн, номінальний струм 120 А.

Постійна ланцюгу якоря

Розрахуємо величину пульсацій струму кола якорю при отриманому значенні L0.

де i1* - відносна величина струму першої гармоніки, що діє;

е1* - відносна величина що діє ЕДС першої гармоніки перетворювача;

е1* =0,24 для мостовій.

i1* - значення пульсацій струму повинне знаходитися в межах 0,02…0,1.

або 7,7% від номінального струму двигуна.

Вважаємо такі пульсації струму припустимими, тим більше, що двигун завантажений еквівалентним струмом, меншим за номінальне значення.

При отриманій повній індуктивності L0 = 0,00978 Гн зона переривчастих струмів

буде дещо вужче ніж задано.

12. Розрахунок статичних механічних характеристик двигуна

Основна характеристика, що відповідає робочому ходу, і характеристика зниженої швидкості формуються за рахунок зміни ЕРС перетворювача при номінальному магнітному потоці двигуна. Підвищена швидкість зворотного ходу досягається за рахунок ослаблення магнітного потоку двигуна при ЕРС перетворювача, відповідній основній характеристиці.

Основна характеристика розраховується з умов прямого ходу механізму, при якому виконується корисна робота

Потрібна ЕРС перетворювача

Комплектні перетворювачі мають номінальну випрямлену напругу Udн = 115,230,460 V відповідно для двигунів з номінальною напругою якоря 110,220 і 440 V.

Рівняння механічної характеристики при прямому ході механізму

Природну механічну характеристику отримуємо при Е1=Uн і R0=Rяд

Необхідна величина коефіцієнта Сд осл при ослабленні поля визначається із заданих умов зворотного ходу.

Рівняння механічної характеристики при зворотньому ході механізму

Мінімальна швидкість приводу

де D - заданий діапазон зміни швидкості

Потрібна ЕРС перетворювача

Рівняння механічної характеристики приводу на зниженій швидкості

Розраховані механічні характеристики дійсні не у всьому діапазоні зміни моментів і швидкості. При середньому струмі навантаження, меншому деякого граничного, різко зменшується жорсткість характеристик і змінюється швидкість ідеального холостого ходу.

Для побудови межі зони безперервних струмів спочатку розрахуємо ряд значень граничний струм Ігр при різних кутах α

а потім, використовуючи рівняння балансу напруги, визначим швидкість двигуна,

відповідну даним значенням Id гр і α

Звідки рівняння границі між безперервними та переривчастими струмами

Останній вираз справедливий як при одно-, так і при двозонному регулюванні швидкості. При роботі на основній характеристиці та на характеристиці зниженої швидкості Сд=Сд н, при роботі на характеристиці підвищеної швидкості Сд=Сд осл. Таблиця розрахунків граничної зони із кроком по α у 15 ел град. наведена нижче. Для зручності ілюстрації зони переривистого струму і всі механічні характеристики умовно будуємо у першому квадранті, хоча насправді основна статична характеристика використовується у першому квадранті, підвищеної швидкості - у третьому, а зниженої швидкості у першому та третьому квадрантах. При будуванні механічних характеристик границю переривчастого струму перерахуємо на границю моменту Мгр=Іd гр·Сд , де Сд=Сд н, або Сд=Сд осл.

Таблиця 2 - Данні розрахунків граничної зони при номінальному та ослабленому магнітних потоках.

α, град	0	15	30	45	60	75	90
Номінальний поток, Сд = Сд н
Іd гр	0	4,5	8,72	12,33	15,1	16,74	17,44
Мгр	0	8,1	15,7	22,21	27,2	30,15	31,41
ωгр	296,23	283,08	254,02	205,87	143,75	71,59	-5,03
Ослаблений поток, Сд = Сд осл
Іd гр	0	4,5	8,72	12,33	15,1	16,74	17,44
Мгр	0	5,35	10,36	14,66	17,96	19,9	20,73
ωгр	448,71	428,79	384,77	311,84	217,75	108,44	-7,62

Статичні механічні характеристики електроприводу продольно-стругального верстату зображені на рис.7.