67. Розрахувати та побудувати пускову механічну харак­теристику м = f(n) синхронного явнополюсного двигуна типу СДВ-15-39-10УЗ (Р = 800 кВт, U = 6.0 кВ, / = 91.5 А, и₀ = 600 об/хв, ккд = 0.934,"cos _фн = 0.8, М_акс / М = 2.2, MJ 1.5, її / /„ ^в 6.5), а також визначити величину ’’вхідного моменту” К при умові, що струм збудження буде подаватись при досяг­ненні двигуном кутової швидкості _<Вю = 0.95 _ffl{.

68. Визначити величину активного опору додаткових резисторів, які потрібно ввімкнути послідовно в коло обмоток

статора синхронного двигуна типу ДСЗ-2121-16 (*У = 17000 кВ. Д Р_н = 14070 кВт, = 10 кВ, / = 983 А, п₀ = 375 об/хв, cos _ф ^ 0.85, cos _ф = 0.1, М / М = 2.1, М '/ М = 1.88, / = / //%

⁷ тк ⁵ макс ' н ^?вх'н ^J п п ⁷ н

6.1), для зменшення його пускового струму при запуску від мере, жі обмеженої потужності в два рази; (/_;ш1 / / = 0.5). Додаткові резистори при досягненні двигуном кутової ШВИДКОСТІ = 0.6 е_о₀ закорочуються.

Розв’язок

Пусковий струм на природній пусковій характеристиці /_п = і_п ■ /_н; /_п = 6.1 • 983 = 5996 А.

Повний внутрішній опір кола статора при пуску

Uн . 10000 _{п п}

_z = 2 _z = = 0.962 Ом.

^к 1.734 • /_п ^к 1.734 * 5996

Активний внутрішній опір кола статора при пуску

^ґк ~ ‘ ^cos Фк? ^гк ⁼ 0-962 * 0.1 = 0.0962 Ом.

Індуктивний внутрішній опір кола статора при пуску

х_к = V*І - ^гі ; *к = л/о.962² - 0.0962² = 0.913 Ом . Величина опору додаткових резисторів

*ід = а/^к/я)² - х

Л_1д = ^|(0.962/0.5)² -0.91 з² - 0.0962=1.6 Ом.

67. Розрахувати графоаналітичним і аналітичним мето­дами величину індуктивного опору додаткових резисторів, ЯКІ потрібно ввімкнути послідовно в коло обмоток статора син­хронного двигуна типу ДС-2121-16 (іУ_я = 17000кВ.А, Р_я = 14070 кВт, ІІ_в = 10 кВ, / = 983 А, л₀ = 375 об/хв, М_макс / М_к = 2.1, М„ / М_н = 1.88, / / /_н = 6.1) для зменшення на 35 % його пускового струму при запуску від мережі живлення з обмеженою потуж­ністю; (І_пш / / = а = 0.65). При досягненні двигуном підсин- хронної швидкості додаткові резистори треба закоротити.

67. Розрахувати графоаналітичним і аналітичним мето­дами величину активного опору додаткових резисторів, які пот­рібно ввімкнути послідовно в коло обмоток статора синхронного двигуна типу МС-325-12 (аУ_н = 8000 кВ А, Р_к = 6150 кВт, U_K =

0 кВ, І ⁼ 770 А, п_п = 550 об/хв, М / М = 1.85, М / М =

О,KJ -~_н 7 о /7 макс ' к ¹ ех ' н

1.29, М / М_п = 0.7, / / / = 6.1) для зменшення на 20% його пускового моменту при запуску від мережі живлення з обмеже­ною потужністю; (М_иш / М_п = ц = 0.65). При досягненні двигуном підсинхронної швидкості додаткові резистори треба закоротити.

67. Розрахувати графоаналітичним і аналітичним мето­дами величину індуктивного опору додаткових резисторів, які потрібно ввімкнути послідовно в коло обмоток статора син­хронного двигуна типу МС-323-14/8 (дУ_н = 3850 кВ . А, Р = 3300 кВт, U_n = 3.0 кВ, / = 740 А, л₀ = 750 об/хв, М_шкс / М = 2*25, М / М_ж = 0.8, М / Л/ = 0.8, / / / = 6.0) для зменшення на 30% його пускового моменту при запуску від мережі живлення з обмеженою потужністю; (М_пш / М_п = _ц = 0.65). При досягненні двигуном підсинхронної швидкості додаткові резистори зако- рочуються.

68. Розрахувати та побудувати механічну характерис­тику при динамічному гальмуванні синхронного двигуна типу

СДВ-16-12-УЗ (Р_к = 1250 кВт, t/ = 6.0 кВ, / = 144 A, л₀ = 500 об/хв, cos _фн = 0.9, cos _фк = 0.12, М_макс / М = 2.2, Л/_вх / М = 0.9, М / М_н = 1.5, / / / = 6.5). Критичний момент при динамічому гальмуванні Af = 0.85 М , відносна швидкість при критич-

МЗКС

ному моменті V ⁼ 0.42. Визначити також величину опору резис­торів, які потрібно ввести послідовно з обмотками статора дви­гуна для забезпечення цієї механічної характеристики й розра­хувати середній гальмівний момент за час гальмування.

Необхідно відмітити, що механічна характеристика дина­мічного гальмування цього двигуна без додаткових резисторів у колі статора проходить через точки з координатами: М = 0, _v =

°та М= - М_и, V = 0.079.

3. ДИНАМІЧНІ РЕЖИМИ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ

3.1- Перехідні процеси в електроприводі з двигуном постійного

струму

1. Визначити величину електромеханічної сталої часу електроприводу з двигуном постійного струму з незалежним збудженням типу 2ПН225М (Р_н = 22 кВт, U_R = 220 В, / = 122 А. п = 1000 об/хв, Я = 0.1289 Ом, Я = 62.6 Ом, J = 0.525 кг.м)

н ' ¹ яд ¹ 03 " д

для таких випадків:

• при роботі на природній механічній характеристиці;

• при роботі на штучній механічній характеристиці з введеним додатковим резистором Р_д1 = 0.91 Ом;

• при роботі з пониженою напругою на якорі t/j = 110 В та з номінальним магнетним потоком;

• при роботі з номінальною напругою на якорі та з ослабленим магнетним потоком Ф, = 0.5 Ф .

1 н

Момент інерції механізму, приведений до валу двигуна. J = 6.1 кг .м².

пр

2. Елекгропривід з двигуном постійного струму типу 2ПН 180М (Р = 15 кВт, U = 220 В, І = 77 А, п = 1500 об/хв.

' Н Н Н Н '

Я_ял = 0.14 Ом, / = 0.2 кг .м²) запускається в три ступені за допо­могою резисторів у колі якоря. Величина опору пускових резис­торів: г_{ = 0.82 Ом, г₂ = 0.36 Ом, л = 0.16 Ом. Двигун приводить в рух механізм з моментом інерції, приведеним до валу двигуна. /_{м п} = 1.12 кг .м², який створює на валі двигуна статичний момент М^Р= 75 Н .м.

с

Визначити величину електромеханічної та електромагнет- ної сталих часу на кожному пусковому ступені, якщо індуктив­ність кола якоря L_ä = 0.005 Гн.

3. Визначити електромеханічну сталу часу електропри­воду з двигуном постійного струму незалежного збудження типу

2ГІФ225М (Р_н = 37 кВт, £/ = 220 В, / = 193.3 А, л_н = 1500 об/хв,

0.0525 Ом, / = 0.46 кг.м²), який працює в схемі з шунту- з^доям якоря (рис. 2.4), для двох випадків: коли Я_в = 0.8 Ом і

0.5 Ом, та коли Р_д = 1.2 Ом і і?_ш = 0.28 Ом.

" Момент інерції механізму, приведений до валу двигуна, т =1.1 кг -М².

''пир

4. Визначити час розгону двигуна постійного струму з незалежним збудженням типу 2ПН132М (Р_н = 10.5 кВт, 17 = 220 В, /_н= 56.8 А, п_н = 3000 об/хв, і?_яд = 0.234 Ом), коли під час пуску послідовно в коло якоря введений додатковий резистор з опором і?_д] = 3.1 Ом. Двигун приводить в рух механізм, який створює на його валі постійний статичний момент М_с = 17 Н. м. Сумарний момент інерції електроприводу, приведений до валу двйгуна, / = 0.81 кг.м². Прийняти, що пусковий момент двигуна постійний і дорівнює середньому.

5. Електропривід з двигуном постійного струму з неза­лежним збудженням типу 2ПФ160М (Р_н =16 кВт, 11_к = 220 В, / = 84 А, п = 3150 об/хв, Я = 0.061 Ом), що працює на природній

н яд

механічній характеристиці з номінальною кутовою швидкістю, переводиться в режим гальмування противмиканням зі статич­ним моментом на валі двигуна М_с = 0.55 М_ж.

Сумарний момент інерції електроприводу, приведений до валу двигуна / =3.1 кг,м².

Визначити величину опору резистора, який потрібно ввес­ти додатково в коло якоря двигуна, щоб забезпечити час галь­мування ґ = 0.51 с.

6. Визначити величину опору додаткового резистора, ЯКИЙ треба ввімкнути послідовно в коло якоря двигуна постій­ного струму з незалежним збудженням типу 2ПФ160М (Р_н = 16 кВт, {/ = 220 В, /_н= 84 А, п_я = 3150 об/хв, Я_яя = 0.061 Ом) при Динамічному гальмуванні, щоб забезпечити час зупинення такий *е, як у попередній задачі, а саме ґ = 0.51 с. Статичний момент ^на валі двигуна М_с = 0.55 М_к; сумарний момент інерції електро­приводу, приведений до валу двигуна, / =3.1 кг.м².

Розрахувати також величину початкового струму при пере­воді в режим динамічного гальмування.

7. Визначити величину опору додаткового резистора, ^ЯїсИй треба ввімкнути послідовно в коло якоря двигуна постій­ного струму з незалежним збудженням типу 2П0180М (Р = 6.; кВт, £/ = 220 В, /_н = 34.7 А, п_в = 1000 об/хв, Я_яж = 0.386 Ом) пр_и динамічному гальмуванні, щоб одержати час гальмування ві номінальної швидкості до зупинки ґ — 0.78 с. Механізм створю^ на валі двигуна статичний момент М_с = 4.2 Н. м; сумарний мо. мент інерції електроприводу, приведений до валу двигуна, ^ ^ 0.81 кг.м².

8. Розрахувати, як буде відрізнятись час гальмування від номінальної швидкості до зупинки двигуна постійного струму з незалежним збудженням, якщо переводити його в режим про. тивмикання з різними додатковими резисторами в колі якоря, а саме: і?_д1 = 0.8 Я_н та Я_і2 = 8.0 Я_к. Перехід у режим противмикання здійснюється зміною полярності напруги на якорі двигуна. При переведенні двигуна в гальмівний режим він розвантажується до М — 0.35 М.

С Н

9. Визначити час перехідного процесу при миттєвій зміні статичного моменту від 0.15 М до 1.25 М на валі привіл-

її к ^А

ного двигуна постійного струму з незалежним збудженням типу 2ПБ180М (Р_я = 3.4 кВт, £/ = 220 В, / = 19.1 А, я_н = 800 об/хв, = 0.782 Ом, / = 0.2 кг .м²), який працює в схемі з шунтуваннялі якоря (рис. 2.4), якщо Я_и ~ 3.88 Ом і = 2.1 Ом. Двигун працює з номінальним потоком збудження. Момент інерції механізму, приведений до валу двигуна, /_мпр = 0.31 кг.м².

10. Визначити приблизним методом час розгону в чоти­ри ступені двигуна постійного струму з незалежним збудженням потужністю Р_н = 33 кВт (= 220 В, / = 168 А, п_к = 650 об/хв Я_яд = 0.05 Ом, / = 3.04 кг.м²), якщо максимальний струм пере­микання при пуску /. = 320 А, статичний момент на валі двигуна постійний і дорівнює М_с = 430 Н .м, приведений до валу двигуна момент інерції механізму J_uт^ = 3.2 кг.м².

Прийняти, що пусковии момент постійний і рівний серед- ньому за час розгону, а перехідний процес закінчується, коли кутова швидкість приводу досягає 0.97<д .

с

Розв’язок

Номінальна кутова швидкість

0_Н = тг • л_н/30; со_н = 3.14 • 650/30 = 68 рад/с.

Конструктивний коефіцієнт

;Іі< -^яд ' , Ф _ 220 — 0.05 • 168

V V * V *ь/ і V и _л - у- і

_н= 7^ = 3.1 В -с/рад.

^{9 С н}~ Со

шії- ®н

Кутова швидкість при заданому статичному навантаженні

Д_яд -М_с_ 220 0.05-430 _{Со с ;}

©с = ~^ —ї~> ^ис = —о— = о8.5рад/с.

" ^сфн (сФ^ 3.1 3.1^;

& ;

: і

• Кратність струмів перемикання

і* ■

% = "?/г/_н/(д_яд • ; X = 4/220/(0.05 ■ 320) = 4.09.

^Мінімальний струм перемикання

к Ч..

Г^:

І ’ 17 = А А; /₂ = 320/4.09 = 78.2 А.

й' ¹

, Максимальний момент перемикання

М, = сФ _н- /,; М, = 3.1-320 = 996 Н-м.

■ Мінімальний момент перемикання

^'1

М₂ = сФ _н. /₂; ЛГ₂ = 3.1 * 78.2 = 245 Н ■ м.

* "^Іі; ш>

; |ОЄрЄДН1И ПуСКОВИИ МОМЄНТ

' ¹ і' '

.ДГсср = (л/, х М₂)/2; М_сер = (996 + 245)/2 = 621 Н • м.

1 ■ і :

Сумарний момент інерції, приведений до валу двигуна

' і .

Лц> = ^д+^пр; Лір = 3.04 + 3.2 = 6.24 кг • м².

І

> '

Час розгону двигуна до кутової швидкості ^ _с

/пр-Де . 6.24 - 68.5

^р~М_сер-М_с’ ^р~ 621-430 • •

11. Електропривід з двигуном постійного струму не- ^ЗЮКого збудження типу 2ПБ112д (Р_к =1.5 кВт, {7 = 220 В, н⁵* $.5 А, п_я = 2240 об/хв, і?_ад — 1.48 Ом) працює на природній ^ХаРактеристиці й приводить в рух механізм, який створює на

а статичний момент А/ = 6.1 Н .м. Сумарний, приве- ^^еНий до валу двигуна, момент інерції механічної частини елек-

троприводу / = 0.29 кг.м².

Розрахувати характеристику, при якій в режимі гальму­вання противмиканням забезпечиться час сповільнення приводу від статичної кутової швидкості до зупинки ґ = 2.1 с.

12. Електропривід з двигуном постійного струму з незалежним збудженням типу 2ПН180М (Р_к = 8 кВт, £/ = 220 В, і = 43.8 А, п_я = 1060 об/хв, ^_яд= 0.303 Ом) розганяється за допомогою пускових резисторів у колі якоря в три ступені при номінальному статичному навантаженні. Сумарний момент інер­ції електроприводу з механізмом, приведений до валу двигуна. J = 0.85 кг.м².

пр

Розрахувати опір пускових резистрів і час розгону двигуна до усталеної швидкості. Визначити також час розгону цього двигуна з постійним середнім моментом М = (А/, + М₂)/1, де М_х, М₂- моменти перемикання на пусковій діаграмі. Порівняти

13. Визначити час розгону в три ступені двигуна постій­ного струму з послідовним збудженням типу МП-51 (Р_н = 25 кВт, и = 220 В, І = 134 А, л = 570 об/хв, Я = 0.0845 Ом“ Я =

’ н ⁷ н ⁷ н ^{/ 5} я " оз

0.032 Ом, / = 2.35 кг.м²) для випадку, коли максимальний струм перемикання при пуску = 250 А, а мінімальний - І₂ = 157 А. Статичний момент на валі двигуна при розгоні постійний і ста­новить М_с = 210 Н.м, приведений момент інерції механізму до валу двигуна /_мпр = 4.1 кг.м². Прийняти, що пусковий момент постійний і дорівнює середньому за час розгону, а перехідний процес закінчується, коли кутова швидкість приводу досягає

0-95

При розрахунку користуватись універсальними характе­ристиками, наведеними на рис. Д.З.

14. Визначити час розгону в три ступені двигуна постій­ного струму зі змішаним збудженням типу МП-41 (Р = 12 кВт

= 220 В, / = 66 А, п = 680 об/хв, Я = 0.243 Ом, Я = 0.065

Н Н Н ' ⁷ Я ' ПОС

Ом, і?_л = 210 Ом, / = 0.452 кг.м²) для випадку, коли макси­мальний струм перемикання при пуску І = 130 А, а мінімальний

• /,= 85 А. Статичний момент на валі двигуна при розгоні постій­ний і становить А/ = 0.55 Л/, приведений момент інерції меха­нізму до валу двигуна J = 1.2 кг .м². Прийняти, що пусковий

м пр

момент постійний і дорівнює середньому за час розгону, а пере^ хідний процес закінчується, коли кутова швидкість привод)

д<!^я*гя.^ 0.97<х>_с*

При розрахунку користуватись універсальними характе­ристиками, наведеними на рис. Д.6.

.,, 3.1.15. Двигун постійного струму з незалежним збуджен- д^тшіу 2ПН200М (Р_Е = 13 кВт, = 110 В, /_н= 15 А, п_ж = 1120 7?_яд = 0.042 Ом, У = 0.25 кг.м²) працює на природній механічній характеристиці й приводить в рух механізм, який створює на його валі постійний статичний момент М_с = 52 Н .м, Момент інерції механізму, приведений до валу двигуна, J =

м пр

0. 7 кглг.

і Визначити час динамічного гальмування двигуна від ста­тичної кутової швидкості до зупинки, якщо початковий струм гальмування / = 300 А.

Прийняти, що момент двигуна при сповільненні приводу постійний і дорівнює середньому його значенню.

16. Визначити час гальмування противмиканням дви­гуна постійного струму з незалежним збудженням типу 2ПН250д (Р = 75 кВт, U = 220 В, І = 383 А, п = 1500 об/хв, R = 0.0207

' н ⁷ н ⁷ н - Н ' ’ ЯД

Ом₅ J = 1.31 кг.м²) від кутової швидкості _ш до зупинки зі

5 С

статичним моментом на валі М = 235 Н .м. До початку гальму- вання двигун працював на природній механічній характеристиці. Початковий струм при переході в режим гальмування проти­вмиканням становить І = 705 А.

г

Вважати, що сповільнення проходить з постійним гальмів­ним моментом, який дорівнює його середньому значенню.

16. Двигун постійного струму з незалежним збуджен­ням приводить в рух вентилятор. При зупинці вентилятора ви­користовується динамічне гальмування привідного двигуна.

Визначити час динамічного гальмування від статичної швидкості _00с = 102 рад/с до повної зупинки, якщо приведений Момент інерції механізму і якоря до валу двигуна J = 11.2 ^кг -М². Рівняння механічних характеристик:

-двигуна _ш = М_дг/ 2.8;

• вентилятора М_в = 31 + 95-10 ⁴ со².

16. Розрахувати й накреслити графіки перехідних про­цесів ф = /j (f) та m = f₀ (t) при пуску двигуна постійного струму

^Незалежним збудженням типу 2ПН225д (Р_к ⁼ 30 кВт, J7 = 220 ’ 161.4 А, п_к = 1060 об/хв, Р_яд ⁼ 0.0687 Ом, J = 0.6 кг.м²)

при введеному послідовно в коло якоря додатковому резисторі з опором і?_д1 = 0.9 Ом. Статичний момент на валі двигуна Л/ = 145 Н .м; момент інерції механізму, приведений до валу двигуна, J = 2.1 кг.м².

м пр

Перехідний процес вважати закінченим при досягнені дви­гуном кутової швидкості о) = 0.97 ©_с1; де ₀,_с1 - кутова швидкість двигуна на штучній механічній характеристиці при статичному навантаженні М = 145 Н.м.

с

19. 

    Рис. 3.1

    Розрахувати й накреслити графіки перехідних про­цесів ф = ^ (/), і_я = £ (0 та т = (_ъ (/) при пуску за допомогою додаткових резисторів у колі якоря в три ступені двигуна постійного струму з неза­лежним збудженням потужністю Р_п = 55 кВт (и_ж = 220 В, / = 280 А, п_я = 635 об/хв. Я_яі = 0.044 Ом, / = 7.12 кг.м²). Статичний момент на валі двигуна під час пуску за­лишається постійним і дорівнює М_с = 620 Н .м; приведений до валу двигуна момент інерції механізму /_мпр = 8.2 кг.м²; макси­мальний струм перемикання І_х = 560 А. Індуктивністю кола якоря знехтувати.

Розв’язок

Сумарний, приведений до вала двигуна момент інерції приводу

*^пр ^{- +} пр >

/пр = 7.12 + 8.2 = 15.32 кг-м².

Номінальна кутова швидкість

^шн ^{= 71}' ^шн ⁼ 3-14 • 635/30 = 66.5 рад/с.

Конструктивний коефіцієнт

Кутова швидкість ідеального неробочого ходу

©0 ⁼ и_я/сФ _н ; ©о “ 220/3.12 = 70.5 рад/с. Струм в колі якоря при статичному навантаженні

І_с = М_с/сФ _н ; /_с = 620/3.12 = 198.7 А.

Кратність струмів перемикання

X = ^„/(Дщ./і) ; X = 3/220/(0.044-560) = 2.075.

Мінімальний струм перемикання

/₂ = /і /Я,; /₂ = 560/2.075 = 270 А.

Максимальний момент перемикання

Л/]=сФ_н./і; = 3.12-560 = 1747 Н-м.

Мінімальний момент перемикання

М₂=сФ_нІ₂; М₂ = 3.12 ■ 270 = 842 Н • м.

Значення опору пускових резисторів (рис. 3.1)

і?! = X³ ■ = 2.075³ • 0.044 = 0.393 Ом;

К₂=Х²ІІ_т; К₂ = 2.075² • 0.044 = 0.189 Ом;

= X- А_ад; Л₃ = 2.075-0.044 = 0.091 Ом;

/і = і?! - К₂: г_} = 0.393 - 0.189 = 0.204 Ом;

г₂ = Я₂ - Л₃; г₂ = 0.189 - 0.091 = 0.098 Ом;

г_г = Л₃ - і?_яд; г₃ = 0.091 - 0.044 = 0.047 Ом.

Рівняння перехідних процесів при розгоні на кожному ступені

© = ю_с + (®по + ®_с) • ^е'^ГДк; Ч = с + (/по + 4)'

т = М_с+ (М_по + М_с) - е~^1/Тм.

На першому ступені розгону при І = 0 ®по_Ц = 0; І_по = Іі = 560 А; М_по = АГ_Х = 1747 Н-м. Електромеханічна стала часу на першому ступені _т Лір-Яі. ^ 15.32-0.393

" И7’ =

Підставивши початкові значення величин, одержимо

= 58.5 +(36.4 - 58.5) ■ _е^/°-²⁹⁷■ /_я = 198.7 +(560 - 198.7) • е~*^{/0 297};

/я = 620 + (1747 - 620) - е^-™.

Я І

_ппк 0.393-198.7 ,

® сі = ⁷⁰-⁵ 77^ = ⁴⁵-⁵ рад/с.

С .

сФ

н

Підставивши початкові значення величин, одержимо

-г/0.62.

і_я = 198.7 + (560 - 198.7) • є“'/⁰-⁶²:

45.5 + (0 - 45.5) ■ е

ю

//0.62

= 620 + (1747 - 620) ■ е

т

Час розгону двигуна на першому ступені

1747- 620 _1Л

/_пі = 0.62 = 1.0 с

^р1 842 - 620

Мг-М_С'

м₂-м_с'

*рі - Т_н1 ■

Задаючись значеннями часу від і = 0 до і = 1.0 с, розраховуємо

Таблиця ЗА графіки перехідних

процесів на перш ом у ступені розгону. Резу ­льтати розрахунку зведені в табл. 3.1.

На другому ступені розгону при = 0

І	с	0	0.2	0.4	0.6	0.8	1
ю	1/с	0	12.5	21.5	28.2	33	36.4
І я	А	560	461	394	336	298	270
т	Н-м	1747	1438	1239	1048	930	842

ю_по = 36.4 рад/с: /_по = /] = 560 А ; М_по = М₁ = 1747 Н • м Електромеханічна стала часу на другому ступені

₌ 15.32 ■ 0.189 _{= 0 297 с}

2

Ин)

3.12

Кутова швидкість при заданому М на другому ступені розгону

Кі-І,

сФ

„_пг 0.189-198.7 _сос ^йс2 ⁼ 70.5 — = 58.5 рад/с.

со

с2

Н

(0

Час розгону двигуна на другому ступені

/_р2 = 0.297 • -7⁴.^{7 6}.²⁰ = 0.48 с.

- м_с ,

Мо - м_г ’

842 - 620

Таблиця 3.2

/	с	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.48
со	1/с	36.4	42.8	47.2	50.5	52.8	54.1
І я	А	560	456	384	330	293	270
т	Н-м	1747	1419	1194	1025	912	842

0

Задаючись зна­чениями часу від *=0 д₀ / = 0.48 с, розрахо _вуемо графіки пере­хідні Процесів на другому ступені роз­гону. Результати роз­рахунку зведені в табл.

3.2.

На третьому ступені розгону при і <»„„ = 54.1 рад/с: /_по = /_х = 560 А ;

по ~ ^ ПО ■* 1 •^/уу “ ! ^ПО

Електромеханічна стала часу на третьому ступені

гр _ *^пр ' *3 ■*мЗ ^— ’

15.32 0.091 _П1„,

Т_мп = = 0.143 с.

И»)

^м3 3.12

Кутова швидкість при заданому М на третьому ступені розгону

сФ _н ’ ⁰² • - 3.12

Підставивши початкові значення величин, одержимо

ю = 64.7 + (54.1 - 64.7) • _е-^,/0143; і_я = 198.7 + (560 -198.7) • е“^г/0143; т = 620 + (1747 - 620) ■ е^г'⁰¹⁴³.

Час розгону двигуна на третьому ступені Мі-М,

0.143-¹.⁷⁴.⁷-£°, 0.23 с.

= 64.7 рад/с.

0.091-198.7

Мо - М_Г

®сЗ ⁼ -

о

*рЗ - ^мЗ ■

842 - 620

Задаючись зна- ^Чеіїнями часу від і — 0 Д° / = 0.23 с, розрахо- ^вУємо графіки пере- ^хіДних процесів на Третьому ступені роз- ^г°Ну. Результати роз- Р^^УНКу зведені в табл.

Таблиця 3.3

{	с	0	0.05	0.1	0.15	0.2	0.23
со	1/с	54.1	57.2	59.4	61	62.1	62.6
і я	А	560	453	378	325	288	270
т	Н-м	1747	1416	1179	1014	898	842

3.3.

Розгін завершується на природній характеристиці. При і = 0 шпо = 62.6 рад/с: /_по = /_} = 560 А : М_по = М_{ = 1747 Н • м. Електромеханічна стала часу на природній характеристиці

15.32-0.044

^ *^пр ' ^яв

^Ум4 ⁼ '

= 0.069 с.

^м4 —

ИнҐ ¹¹²

Кутова швидкість при заданому АГ на природній характеристиці

0.044-198.7

^яв ‘ /с

= 67.7 рад/с.

= 70.5 - ■

сФ_н " 3.12

Підставивши початкові значення величин, одержимо

- //0.069

-//0.069.

; /_я = 198.7 + (560 - 198.7)-

= 67.7+ (62.6- 67.7)-

т — 620 + (1747 - 620) • _e-^f/^{0 06l)}.

Приймаємо час розгону двигуна на природній характеристиці

м4’’

г_р3 = 3-0.069 = 0.207 с.

г	с	0	0.05	0.1	0.15	0.2	0.207
(і.)	1/с	62.6	63.1	66.5	67.1	67.3	67.4
і я	А	560	375	284	240	219	217
m	Н-м	1747	1169	887	750	682	676

Задаючись зна- Таблиця 3.4 _{ченнями часу} від і = 0

до / = 0.207 с, розра­ховуємо графіки пере­хідних процесів при розгоні на природній характеристиці. Ре­зультати розрахунку зведені в табл. 3.4.

Діаграма перехідних процесів при розгоні двигуна в три ступені наведена на рис. 3.2.

19. Розрахувати й побудувати графіки перехідних про­цесів ф = (t) та і_я = f₂ (f) при розгоні двигуна постійного струму з незалежним збудженням типу 2ПН225М (Р = 37 кВт, U = 440 В, / = 97.2 А, п = 1500 об/хв, А = 0.2358 Ом, J -

н ⁷ н ^? н ' ⁷ яд ³ д

0.525 кг .м²) при номінальному потоці збудження і введеному в коло якоря додатковому резисторі з опором А = 2.5 Ом. Двигун розганяється з постійним статичним моментом на валі М = 145

Н момент інерції механізму, приведений до валу двигуна, у = 3.1 кг .м². Перехідний процес вважати закінченим при _ш $.95 ф_я1; Де ш_с1 - кутова швидкість двигуна на штучній ме­ханічній характеристиці при заданому статичному наван­таженні.

ї. с

Рис. 3.2

3.1.21. Розрахувати й на­креслити діаграму перехідних процесів _ф ^ (і) та /_я = % {і) при реверсуванні двигуна пос­тійного струму з незалежним

збудженням типу 2П0200л (Р_я = 11 кВт, и_я = 440 В, / = 28.7 А, л_н = ЮОО об/хв, 0.764 Ом, / = 0.3 кг.м²). Перехід у

д

режим противмикання здійснюється перемиканням полярності напруги на якорі двигуна при номінальному магнетному потоці збудження. При цьому, послідовно в коло якоря вводиться додатковий резистор для обмеження початкового струму до величини = - 90 А. Статичний момент на валі двигуна М_с =* 35 Н .м. Приведений до валу двигуна момент інерції механізму

^мпр ⁼ 0.81 кг.м².

Перехідні процеси розрахувати для двох випадків:

• момент статичний активний І незмінний за величиною;

• момент статичний постійний за величиною, але реактивний

і не змінює своєї величини при обертанні двигуна в протилеж­ному напрямі.

Перехідний процес вважати закінченим при досягненні Двигуном кутової шидкості _ш = 0.95 ^ .

с

22. Розрахувати й побудувати залежності _ю = /| (/) та т ³⁵ ^ (*) при динамічному гальмуванні двигуна постійного струму ³ Незалежним збудженням типу 2ПФ225М (Р_н = 22 кВт, І7 = 440 В, І = 60.6 А, п = 1000 об/хв, Я = 0.464 Ом, / = 0^Н.47

Г 2\ ТТ ⁵ н ' ⁵ 5ГД ⁵ д

При переході в режим динамічного гальмування послі­довно з обмоткою якоря вводиться додатковий резистор з опором ^дг ^ 1.1 Ом. Механізм створює на валі двигуна активний статич- ^ІЇИИ Момент АГ = 164 Н .м. Момент інерції механізму, приведе- ^Ніїи До валу двигуна, /_мпр = 4.3 кг .м². Магнетний потік збудження ^ЛВигУна при динамічному гальмуванні залишається номінальним.

23. Для двигуна постійного струму з незалежник збудженням типу 2ПФ280д (Р = 132 кВт, ІІ_к = 440 В, І_к = 3Зі, А, п — 1500 об/хв, Л = 0.037 Ом, и = 220 В, Я = 25.2 Ом, J

> Н ' ’ -ЯД ’ зн ’ оз >

= 2.33 кг.м²) розрахувати й побудувати залежність електромаг. нетної сталої часу обмотки збудження від величини струму збуд­ження. Універсальна характеристика намагнечування машинц постійного струму зображена на рис. Д.21.

23. Двигун постійного струму з незалежним збуджен« ням типу П91 (Р_н = 55 кВт, 1/_ш = 440 В, / = 143 А, я_н = 1500 об хв, Я = 0.1023 Ом, р =4, а =2, N = 210 витків, а =1, IV =33

* ЯД ? Г ? 7 ? д_П 3 дд

витки на полюс, и/ = 33 витки на полюс, і? = 129.2 Ом, J =

⁷ ОЗ ^? 03 ⁵ л

1.5 кг-м²) приводить в рух механізм, який створює на валі двигуна статичний момент М_с = 180 Н .м. Момент інерції механізму, приведеий до валу двигуна, /_мпр = 2.1 кг .м². Двигун працює на природній механічній характеристиці з номінальним потоком збудження. Сумарна індуктивність кола якоря = 0.021 мГн.

Визначити величину електромагнетної сталої часу кола якоря і електромеханічної сталої часу електроприводу.

23. Двигун постійного струму з незалежним збуджен­ням типу 2ПН315М (Р = 160 кВт, 17 = 440 В, і = 404 А, я_к = 1900 об/хв, і?_яд = 0.0187 Ом, / = 4.18 кг.м²) приводить в рух механізм, який створює на валі двигуна статичний момент М_с = 0.15 М_н. Момент інерції механізму, приведений до валу дви- гуна, /_мпр = 25 кг.м². Магнетний потік збудження двигуна но­мінальний.

Розрахувати й побудувати залежності _ф ^ (/) та т = /₂ (7 при збільшенні навантаження на валі двигуна до М_с2 = 2.1 М_г/

23. Двигун постійного струму з незалежним збуджен- ням типу 2ПФ315М (Р_н =110 кВт, І7 = 220 В, /= 561.8 А, п_у ⁵⁵ 1000 об/хв, і?_ад = 0.0127 Ом, 7 = 4.1 кг.м²) приводить в рух механізм, який створює на валі двигуна статичний момент М_с, = 89 Н .м; момент інерції механізму, приведений до валу двигуні /_мпр = 2.1 кг.м². Магнетний потік збудження двигуна номіналі' ний.

Розрахувати й побудувати залежності « = ^ (ґ) та т = (_г (І' при збільшенні статичного моменту на валі двигуна прямокутні^¹ імпульсом до М_с2 = 2.0 М тривалістю і = 1.25 с.

23. Двигун постійного струму з незалежним збуджеі^

Нм

4250 - - -

І с

Т,

Рис. 3.3

і -

ОХ,

б)

а) м

і, с

со

<0

ст

<0.

90

- \ Уі

ст

Рис.3.5

нямдапу 2^ПФ315М (Р_Е = 75 кВт, и_я = 440 В. / = 192.6 А, „_а = 750 об/хв, ⁼ 0,096 Ом, / = 4Л кг. м^:) приводить в рух механізм,

що створює на валі двигуна циклічний ста- тичний момент, графік якого зображений на рис. 3.3; момент інерції механізму, приве- деий до валу двигуна, У = 6Л2 кг ,м². Маг- нетннй потік збудження двигуна номіналь- ний.

Визначити величину моменту інерції

маховика, який потрібно встановити на валі двигуна, щоб при роботі електроприводу його момент не перевищив 1.82 М. При розрахунках індуктивністю якоря знехтувати.

3.1-28. Механізм циклічної дії приводиться в рух електро- двигуном постійного струму з незалежним номінальним потоком збудження. Навантажувальна діаграма механізму та механічна характеристика двигуна приведені на рис, 3.4.

Потрібно:

• розрахувати й накрес- лити залежності © / <;о л ⁼ І {і) та М / М_к = І (/) при Т_к = 1.15 сі Т « Т ;

Я ІГ1 ¹

• визачити максимальне значення моменту двигуна за час його роботи;

• підрахувати середнє

значення втрат в колі якоря двигуна, коли Г = 50 А і і?_яб = 0.21 Ом, і порівняти це значення з величиною втрат, колії б струм у колі якоря автоматично підтримувався на рівні, відповідному До середнього значення моменту двигуна.

3,1.29. Визначити час і кут повороту платформи екскава- тора за період розгону до усталеної швидкості, якщо статична Механічна характеристика співпадає з динамічною і має вигляд,

зображений на рис.3.5. Платформа при- водиться в рух двома однаковими двигу- нами потужністю Р = 400 кВт (/У = 440 В, /_н= 980 А, п_к = 900 об/хв, 0.015 Ом, J = 30 кг.м²). Величина стопорного моменту = 2.5 М_н, моменту відсічки М. = 0.85 М . Статичний момент на-

вщ стоп

вантаження одного двигуна М_с = 0.2 М_к] сумарний момент інерщ платформи з обладнанням, приведений до вала двигуна, J ^

М По

160-10⁶ кг.м²; передавальне число механізму повороту і = 528.

3.1.30. Розрахувати графоаналітичним методом і накрес. лити залежності ^ (f) та. т = f₂ (f) при пуску двигуна пос~ тійного струму з послідовним збудженням потужністю Р = 46 кВт (U = 220 В, І = 231 А, п = 580 об/хв, R + R = 0.033 Ом

^ н ⁷ н ⁷ н ' ⁷ я дп

і? = 0.021 Ом, J = 5.5 кг.м²). Послідовно в коло якоря введений

2. д

додатковий резистор з опором і?_д1 = 0.42 Ом. Механічна харак­теристика механізму, який приводиться в рух цим двигуном, описується рівнянням: М = 120 + 670 (_ф / _Юн)². Приведений до вала двигуна момент інерції механізму /_мпр = 4.8 кг.м². При розрахунку користуватись універсальними характеристиками, приведеними на рис. Д.З.

с

Розв’язок

-^яв -^ЛП *ov

Внутрішній опір кола якоря

Я_яв = 0.033 + 0.021 = 0.054 Ом

Номінальна кутова швидкість

©н = я * /7_Н/ЗО; ©_н = 3.14 • 580/30 = 60.7 рад/с.

Конструктивний коефіцієнт

сф - ^яв ‘ /н

н

©

н

_л 220 - 0.054-231 . _D .

сФ _н= = 3.42 В • с/рад.

^н 60.7 '

Номінальний електромагнетний момент

М_н - сФ _н* /_н„

М_н = 3.42-231 = 790 Н • м.

На основі універсальних залежностей (рис. Д.З) розраховані: природна й штучна (з введеним послідовно в коло якоря додатковий резистором 1? ) механічні характеристики в абсолютних величинах.

Таблиця 3.5

т	Н‘М	79	213	379	585	790	1011	1248	1462	1699	1980
©Пр	1 С	128	91.57	72.8	65.6	60.7	57	55	52.2	50.4	48.6
©шт	1 С	116	747	52.8	41.1	32.4	24.7	17.9	11.5	5.8	0

розрахунки зведені в табл.3.5; характеристики зображені на

З 6: 1 - природна, 2 - штучна. Для зручності подальших розрахунків ^ктеристики накреслені в другому квадранті.

т. со

Результати розрахунку меха­нічної характерис­тики механізму зве­дені в табл.3.6, гра­фік характеристики нанесений на рис,

6. (залежність 3).

Розділивши кутову швидкість <3_€І, ДО якої розга­няється двигун по штучній характе­ристиці, на прирос­ти асо ⁼ 5.0 рад/с, визначаємо графо­аналітично (рис.3.6) середнє значення динамічного моменту (М - М_с)_і на кожному прирості швидкості, а відтак розраховуємо приріст часу

сср

розгону Д і

сер

A = І0.3-5/1740 = 0.029 с; A t₂ = 10.3-5/1500 = 0.034 с;

А/₃ = 10.3 • 5/1300 = 0.039 с; At_A = 10.3 • 5/1050 = 0.049 с:

A/s = 10.3-5/860 = 0.060 с: А/₆ = 10.3-5/640 = 0.080 с:

А/₇ = 10.3-5/460 = 0.111 с; АГ₈ = 10.3-5/260 = 0.197 с:

Д Л.) = 10.3 • 5/100 = 0.511 с.

Результати розрахунку перехідних процесів зведені в табл.3.7

Таблиця 3.6

50	60	60.7	70	80
575	775	790	1011	1284

Розраховані залежності ₀ {І) та т = і {і) наведені на рис.3.6. п *с^^{ЛЯ №Х}°ДУ Двигуна на природну механічну характеристику ^йо поступово вивести додатковий резистор і? з кола якоря.

3*1.31. Розрахувати графоаналітичним методом залежності

t	с	0	0.03	0.06	0.1	0.15	0.21	0.29	0.4	0.61	і.і:
со	1/с	0	5	10	15	20	25	ЗО	35	40	45
т	H-м	1980	1670	1500	1380	1100	900	790	660	530	50о

_ф = f_x (і) та т = f₂ (f) при розгоні в три ступені двигуна постійної_; струму послідовного збудження типу МП-32 (Р_р = 9 кВт. І = 220 В, І = 52 А, п = 750 об/хв, і? = 0.49 Ом, / = 305 кг.м

' Н ’ К ' ЯР ‘ д

Принципова схема електроприводу зображена на рис, 3.7. Опори пускових резисторів: г₁ = 0.82 Ом, г, = 0.51 Ом, л = 0.3 Ом. Статичний момент на валі двигуна при розгоні постійний і становить М = 72 Н .м; момент інерції механізму з вантажем, приведений до валу двигуна, У_млэ = 1.1 кг.м². При розрахунку користуватись універсальними характеристиками, зображеним,, на рис. Д.З.

32. Розрахувати графоаналітичним методом і побу­дувати залежності (о = (t) та т = f₂ (f) при динамічному гальму ­ванні двигуна постійного струму з послідовним збудженням тир . МП-52 (Р = 35 кВт, U_R = 220 В, / = 185 А, п_к = 575 об/хв, Я_: + Я_дп= 0.0495 Ом, і?_ш = 0.028 Ом, / = 3.02 кг.м²). Гальмувань і здійснюється з незалежним збудженням при номінальному мо­нетному потоці; початковий струм у колі якоря досягає /, = 30/ А. Статичний момент на валі двигуна - активний, постійний ^; дорівнює М_с = 420 Н .м. Момент інерції механізму, приведение до валу двигуна, J_Mrip = 3.1 кг.м². При розрахунку користуватти універсальними характеристиками (рис. Д.З).

Розрахунки можна провести також аналітичним методо'

32. Розрахувати графоаналітичним методом і побуду вати залежності _ш = /J (f) та т = f₂ (f) при динамічному гальму- ванні двигуна постійного струму з