Методические указания к решению задачи 2, 3

Эти задачи относятся к разделу «Электрические машины постоянного тока»

Для их решения надо усвоить не только устройство и принцип действия электрических машин постоянного тока, но и знать формулы, выражающие взаимосвязь между электрическими величинами, характеризующими данный тип электрической машины.

Необходимо отчетливо представлять связь между напряжением U на зажимах машины, ЭДС Е и падение напряжение , в обмотке якоря генератора и двигателя.

Для генератора Е = U + .,

Для двигателя U = Е +

В этих формулах - сумма сопротивлений всех

участков цепи якоря: обмотки якоря R_я, обмотки добавочных полюсов R_ДП, компенсационной обмотки R_ко, последовательной обмотки возбуждения R_с и переходного щеточного контакта R_щ.

При отсутствии в машине (это зависит от её типа и предложенной задачи) каких-либо из указанных обмоток в формулу, определяющую не входят соответствующие слагаемые.

Полезный вращающий момент на валу двигателя определяются по формуле

где Р₂,Вт - полезная механическая мощность, п, об/мин - частота вращения вала двигателя.

Пример 7

На рис.18 представлена схема генератора постоянного тока с параллельным возбуждением, работающего в режиме номинальной нагрузки. Его технические данные: Р_нрм =16000Вт - номинальная мощность; U_ном =230В- номинальное напряжение; R_я=0,13Ом- сопротивление якоря; R_в- сопротивление возбуждения; η=90,1% - номинальный коэффициент полезного действия.

Рисунок 18

Определить:

I_ном -номинальный ток нагрузки;

I_в- ток возбуждения

I_я- ток якоря генератора;

Р_я- потери мощности в якоре;

Р_в- потери мощности в обмотке возбуждения;

Р_щ - потери мощности в щеточном контакте, приняв ∆U_щ = 2В - падение напряжения на электрографитированных щетках;

Р_доб - добавочные потери мощности;

Р_х - потери холостого хода.

Р е ш е н и е.

1. Ток нагрузки

2. Ток возбуждения

3. Ток якоря

I_я=I_ном + I_в=69,6+1,4=71А.

4. Потери мощности в обмотке якоря

5. Потери мощности в обмотке возбуждения

6. Потери мощности в щеточном контакте

Р_щ=∆U_щ ^.I_я=2^.71 = 1428Вт.

7. Добавочные потери мощности

Р_доб = 0,01^.Р_ном= 0,01 ^.16000 = 160 Вт.

8. Мощность, потребляемая генератором от первичного двигателя

9. Суммарные потери мощности в генераторе

∑Р = Р₁ –Р_ном = 17758 - 16000=1758 Вт.

10. Потери холостого хода

P_х = ∑Р –(Р_я+Р_в+Р_щ+Р_доб ) = 1758 – (655+321+142+160)=480Вт

Пример 8

Н а рис.19 представлена схема двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением, работающего в номинальном режиме. Двигатель рассчитан на номинальную мощность на валу Р_2ном =2000Вт. Номинальное напряжение,

подведенное к двигателю U _ном =27В. Частота вращения якоря

n _ном =8000 об/мин. Двигатель потребляет из сети ток I _ном

=100А. Сопротивление обмотки якоря, добавочных полюсов и

последовательной обмотки возбуждения

. Сопротивление

параллельной обмотки возбуждения R_ш =6,75 Ом

Рисунок 19

ПР - пусковой реостат.

РР - регулировочный реостат.

ОВШ - параллельная (шунтовал) обмотка возбуждения.

ОВС - последовательная (сериесная) обмотка возбуждения.

ОДП — обмотка добавочных полюсов.

Определить:

Р₁ - потребляемую из сети мощность;

- номинальный коэффициент полезного действия двигателя;

М - полезный вращающий момент;

I_я - ток якоря;

Е –противо-ЭДС в обмотке якоря;

∑Р — суммарные потери мощности в двигателе;

Р_э - электрические потери мощности;

Р_доб - добавочные потери мощности;

Р_х - потери холостого хода

Р е ш е н и е

1. Мощность, потребляемая двигателем из сети,

2. Номинальный коэффициент полезного действия двигателя;

3. Полезный вращающий момент на валу двигателя

4. Ток параллельной обмотки возбуждения

5. Ток, протекающий через обмотку якоря, обмотку добавочных полюсов, последовательную обмотку возбуждения

6. Противо-ЭДС в обмотке якоря

∆U_щ = 2В - потери напряжения в переходном контакте щеток на коллекторе

7. Суммарные потери мощности в двигателе

8. Электрические потери мощности в двигателе

Р_э =Р_я +Р _дп +Р_щ +Р_ш +Р_с =158+42+6,88+16,42+96,8=320,1Вт

где: - потери мощности в якоре,

- потери мощности в добавочных полюсах,

- потери мощности в последовательной обмотке возбуждения,

Р_щ = ∆U_щ ^.I _я - потери мощности в переходном контакте щеток на коллекторе;

Р_ш = U_ном^.I_ш - потери мощности в параллельной обмотке возбуждения.

9. Добавочные потери мощности, возникающие в обмотке якоря

Р_доб =0,01 ^.Р_2ном=0,01^.2000=20 Вт

10. Потери холостого хода

Р_х=∑Р-(Р_э +Р_доб)=700 - (433+20)=247Вт