Определение сопротивления якорной цепи двигателя. Расчет механических характеристик при номинальном напряжении на якоре

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Красноярский Государственный Аграрный Университет

Кафедра электроснабжения

Контрольная работа № 4

Машины постоянного тока

Вариант № 53

Выполнил: ст. гр. ЭТ-33

Гольцман Ю.В.

Проверил: преподаватель

                                                                                    Мещеряков А.В.

Красноярск 2004

Контрольная работа № 4

Машины постоянного тока

Вариант № 53

1.  Начертить электрическую схему соединения обмоток двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.

2.  Приближенно определить сопротивление якорной цепи двигателя.

3.  Рассчитать рабочие характеристики по техническим данным двигателя. Начертить графики рабочих характеристик.

4.  По заданному значению пускового тока или момента определить сопротивление пускового реостата.

5.  Рассчитать естественную механическую характеристику и искусственные (реостатные) механические характеристики при добавочных сопротивлениях, последовательно включенных в цепь якоря. Начертить графики характеристик.

6.  Рассчитать механические характеристики при номинальном напряжении на якоре и ослаблении магнитного потока на 20% и 40%. Начертить графики характеристик.

Технические данные двигателя постоянного тока

Номинальные				Число полюсов	Сопротивления
напряжение	мощность	частота вращения	КПД		якорной цепи	обмотки возбуждения
220	22,0	1000	0,82	4	0,181	77,6

Приближенное определение сопротивления якорной цепи двигателя

Номинальная мощность, потребляемая двигателем из сети

где -номинальная механическая мощность на валу двигателя, кВт

  -номинальный КПД, о.е.

Суммарные потери мощности в двигателе при номинальной нагрузке

Номинальный ток двигателя

где -номинальное напряжение, В

                Номинальный ток возбуждения

где -сопротивление обмотки возбуждения, Ом

                Номинальный ток якоря

                Приближенно считаем, что электрические потери мощности  в якорной цепи двигателя с параллельным возбуждением составляют половину суммарных потерь мощности в двигателе

                Сопротивление якорной цепи двигателя

Рабочие характеристики двигателя , при

       Номинальная угловая механическая скорость вращения якоря

где - номинальная частота вращения якоря, об/мин

          Произведение конструктивной постоянной машины С_е на номинальный магнитный поток Ф_н

          Угловая механическая скорость вращения якоря при «идеальном» холостом ходе

          Номинальный, полезный момент на валу

Электрические потери мощности в якорной цепи двигателя при номинальной нагрузке

Потери мощности при холостом ходе двигателя

Потери мощности в обмотке возбуждения при номинальном токе возбуждения

          Момент холостого хода двигателя

Электромагнитный момент           

Ток якоря двигателя

   где  при расчётах в системе СИ.

Угловая механическая скорость вращения якоря

          Частота вращения якоря

Полезная механическая мощность на валу

Электрические потери мощности в якорной цепи

          Электрическая мощность, потребляемая двигателем из сети

Ток, потребляемый двигателем из сети

          КПД двигателя

Результаты расчёта рабочих характеристик

	0	0,25	0,5	0,75	1,0	1,25
	0	52,55	105,09	157,6	210,19	262,74
	14	66,66	119	171,75	224	276,85
	7,44	35,16	62,88	90,59	118	146
	115,33	112,68	110,04	107,39	104,74	102,09
	1101,86	1076,58	1051,29	1026,02	1000,74	975,46
	0	5,92	11,56	16,93	22,02	26,83
	0,01	0,224	0,716	1,485	2,533	3,859
	2,27	8,41	14,54	20,68	26,81	32,95
	10,32	34,21	66,09	93,98	121,87	149,75
	0	0,704	0,795	0,819	0,821	0,814

График зависимостей I, M₂ = f (P₂)

График зависимости Р₁ = f (Р₂)

График зависимости h = f (P₂ )

График зависимости n = f (P₂)

Определение сопротивления пускового реостата

Сопротивление пускового реостата, если задан пусковой ток якоря

Механические характеристики двигателя при различных добавочных сопротивлениях в цепи якоря

          Частота вращения «идеального» холостого хода двигателя

Угловая механическая скорость вращения при номинальном моменте на валу

где -номинальный электромагнитный момент двигателя (Нм) при

          Соответствующая частота вращения якоря

	104,74	70,86	36,976
	1000,738	677,008	353,277

 Механические характеристики при разных добавочных сопротивлениях в цепи якоря двигателя: 1 – естественная (R_ЯД=0); 2,3 – искусственные реостатные при  R_ЯД1= 3R_Я и R_ЯД2= 6R_Я.

Механические характеристики при ослаблении магнитного потока двигателя.

При уменьшении магнитного потока в двигателях параллельного возбуждения увеличивается механическая угловая скорость вращения якоря при «идеальном» холостом ходе

где К – коэффициент, учитывающий отношение магнитного потока после его уменьшения по отношению к номинальному, о.е.

Частота вращения якоря при «идеальном» холстом ходе

Соответствующую второй точке механической характеристики угловую механическую скорость вращения якоря определим по формуле механической характеристики при номинальном моменте на валу М_2Н

где -номинальный электромагнитный момент двигателя (Нм) при .

Частота вращения якоря

	К=1	К=0,8	К=0,6
	116	145,048	193,397
	1108,6	1385,809	1847,746
	104,7	127,4	162,024
	1000,738	1217,2	1547,996

  Механические характеристики при разных значениях магнитного потока: 1 – естественная (Ф=Ф_Н, к=1); 2,3 – искусственные при ослабленном  магнитном