Расчет и построение естественных электромеханической и механической характеристик двигателя с последовательным возбуждением

Величина сопротивления R_т , обеспечивающая М_т,нач = 2 М_н:

.

В соответствии со схемой рис. 9.16 ток якоря равен:

.

Таблица 9.3

Результаты расчета механической характеристики режима
динамического торможения с самовозбуждением

Все дальнейшие расчеты сведены в табл. 9.3 и не требуют дополнительных пояснений. По данным табл. 9.3 построена механическая характеристика (рис. 9.18) режима динамического торможения с самовозбуждением (кривая 2). Там же показана естественная механическая характеристика (прямая 1). Из кривой 2 легко определяется критическая скорость, при которой начинается самовозбуждение (w_кр » 40 1/с). При достижении скорости величины w_кр  в процессе торможения тормозной момент двигателя практически становится равным нулю.

Пример 12

Рассчитать и построить естественные электромеханическую  и механическую  характеристики двигателя с последовательным возбуждением.

Номинальные данные двигателя: ;  ; ; ; ;  . Сопротивления обмоток двигателя заданы в нагретом состоянии.

Решение

Расчет естественных характеристик  и  произведем с помощью универсальных характеристик  и  /2/. На рис. 9.18 приведены универсальные характеристики  и  в относительных единицах, а в табл. 9.4 приведены численные значения этих же  характеристик (столбцы 1, 2, 3).

Номинальная скорость двигателя:

.

Коэффициент ЭДС двигателя при номинальном потоке:

.

Таблица 9.4

Данные универсальных характеристик и расчета естественных электромеханической и механической характеристик двигателя с последовательным возбуждением

Номинальный электромагнитный момент:

В табл. 9.4 (столбцы 4, 5, 6) приведены результаты расчета естественной электромеханической и механической характеристик  двигателя по формулам:

;      ;       .

Естественные электромеханическая характеристика  и механическая характеристика  в соответствии с данными табл. 9.4 имеют вид (рис. 9.19).

Пример 13

Для двигателя, рассмотренного в примере 12, рассчитать и построить искусственные характеристики: а) при введении в цепь якоря дополнительного сопротивления ; б) при изменении напряжения .

Решение

Величина дополнительного сопротивления, вводимого в цепь якоря:

.

Суммарное сопротивление якорной цепи:

.

Расчет искусственных характеристик производится с помощью естественной характеристики по точкам. В основу расчета положен следующий принцип. При данном значении тока якоря (I_яi) магнитный поток двигателя (Ф_i) не зависит как от величины напряжения так и от величины суммарного сопротивления якорной цепи (R_S). Следовательно, скорость двигателя на естественной и искусственной характеристиках можно определить как:

;

 , где  и  - соответственно скорость на естественной и искусственной характеристиках;  - сопротивление двигателя;  и  - ЭДС якоря соответственно на естественной и искусственной характеристиках.

Зависимость (Е/w)_еi = f(I_i) называется переходной характеристикой и строится с помощью естественной электромеханической  характеристики  w = f(I_я).

В табл. 9.5 приведены результаты расчета искусственных характеристик двигателя. Данные естественной характеристики взяты из примера 12. Электромагнитный момент вычислен по формуле:

.

Таблица 9.5

Результаты расчета искусственных характеристик двигателя

Iя, А	(Е/w)е, В×с	wи, 21/с	wи, 1/с	М, Н×м
18.6 27.6 41.4 55.2 69.0 82.8 110.4 138.0	1.25 1.74 2.27 2.57 2.72 2.94 3.11 3.15	151.1 100.0 66.4 49.6 38.4 27.7 11.3 -3.54	99.6 69.5 50.8 42.8 38.4 33.6 28.2 24.4	23.3 48.0 94.0 142.0 187.8 243.4 343.0 435.0
	Переходная характеристика	При Rдоп = 1.275 Ом	U = 132В

На рис. 9.20 построены искусственные реостатная механическая характеристика (кривая 1)  и  механическая характеристика при U = 0,4×U_н (кривая 2).

Пример 14

Для двигателя, рассмотренного в примере 12, рассчитать и построить механическую характеристику при изменении полярности напряжения на якоре (режим противовключения)  при одновременном введении в цепь якоря дополнительного сопротивления с целью ограничения  начального тормозного тока до величины . Статический момент принять .

Решение