Расчет естественной электромеханической и механической характеристик двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Расчет энергетических режимов двигателя при питании от источника напряжения и источника тока

ЗАДАЧА 3

Для двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением, параметры которого представлены в таблице 5, получающего питание от источника напряжения, необходимо решить 8 заданий.

Таблица 5 – Технические данные двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением

Вариант	Двигатель	Рн, кВт	Uн, В	Iн, A	nн, об/мин	Rя+Rдоп, Ом	Rв, Ом	Jн, кг∙м2
7	ДП-22	8	220	46	1200	0.32	0.19	0.155

1). Пользуясь универсальными характеристиками двигателя, рассчитать и построить естественную электромеханическую и механическую характеристики.

РЕШЕНИЕ

Номинальную угловую скорость определим как

Полное сопротивление якорной цепи:

Коэффициент ЭДС при номинальном потоке

Номинальный электромагнитный момент равен:

Пересчет характеристик на основе универсальных проводим в соответствие с выражениями

Расчет естественных характеристик сведен в таблицу 6

Таблица 6 – Рассчитанные данные

0.35	0.2	2	16.100	14.389	251.327
0.5	0.4	1.43	23.000	28.778	179.699
0.6	0.5	1.3	27.600	35.972	163.363
0.8	0.75	1.13	36.800	53.959	142.000
1	1	1	46.000	71.945	125.664
1.2	1.3	0.92	55.200	93.528	115.611
1.4	1.6	0.87	64.400	115.112	109.327
1.6	1.9	0.81	73.600	136.695	101.788
1.8	2.24	0.78	82.800	161.156	98.018
2	2.6	0.74	92.000	187.056	92.991

На рисунке 14 приведена естественная механическая характеристика, а на рисунке 15 электромеханическая характеристика двигателя.

Рисунок 14 – Естественная механическая характеристика

Рисунок 15 – Естественная электромеханическая характеристика

2). Построить пусковые характеристики двигателя, приняв М_с=0.8∙М_н, и определить значения пусковых резисторов, пользуясь графическим методом. Число пусковых ступеней принять m=3.

РЕШЕНИЕ

По универсальной характеристике для значения момента μ=0.8 находим ток в относительных единицах i_я=0.84. В абсолютных значениях значение статического тока найдем по формуле

Зададимся пусковым током

Зададимся током переключения, из условия I₂>I_c

Суммарное сопротивление якорной цепи двигателя при пуске

Сопротивление пускового реостата

Для рассчитанного тока переключения найдем скорость вращения двигателя

По полученным выражениям на рисунке 16 строим точку b, с координатами (ω_и, I₂). Обозначим точки a, g, h. Через точки a и b, а также g и h проводим прямые, до пересечения их в точке t. Далее достраиваем пусковую характеристику.

Рисунок 16 – Пусковая характеристика

Сопротивления ступеней пускового реостата:

3). Методом граничной характеристики рассчитать и построить две искусственные механические характеристики для дополнительных сопротивлений: R_доп1=1.5∙R_дв; R_доп2=2.5∙R_дв.

РЕШЕНИЕ

Метод граничной характеристики – графоаналитический метод. Координаты функции скорости на искусственных характеристиках

Координаты функции электромагнитного момента

Результаты расчетов представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Рассчитанные данные

16.100	236.712	226.968	13.567
23.000	164.518	154.397	26.657
27.600	146.613	135.446	34.791
36.800	122.134	108.891	52.150
46.000	103.164	88.164	71.945
55.200	90.163	73.199	91.601
64.400	80.549	61.363	110.245
73.600	70.378	49.439	131.935
82.800	63.093	39.810	150.172
92.000	55.178	29.969	171.235

Две искусственные механические характеристики для дополнительных сопротивлений, рассчитанные методом граничной характеристики представлены на рисунке 17.

Рисунок 17 – Реостатные и естественная характеристики

4). Методом переходной характеристики рассчитать и построить электромеханическую и механическую характеристики двигателя при шунтировании якоря (R_ш = 4∙R_дв.; R_п = 2∙R_дв.).