Данные машин и сопротивлений. 2.1. Испытуемая машина (ИМ): Двигатель постоянного тока

2.1. Испытуемая машина (ИМ): Двигатель постоянного тока

последовательного возбуждения,тип: ДП100L.

Р_Н = 0,55кВт (S1); U_Н = 220В; I_Н = 3,7А; n_Н = 1000об/мин;

R_Я = 12,0Ом; R_В = 4,8Ом.

Естественная электромеханическая характеристика двигателя: Таблица 1

ne	об/мин
IВ	А		1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0

2.2. Нагрузочная машина (НМ): Вентильный двигатель, тип: CFM 71S.

М_Н = 5,0Нм; U_Н = 380В; f_Н = 100Гц; I_Н = 2,2А; n_Н = 2000об/мин.

2.3. Приводной преобразователь: MOVIDRIVE MDX61В 0022 - 5A3.

U_Н = 3 x 380В, f_Н = 50Гц; P_Нвых = 2,2кВт; I_Нвых = 5,5А; к_м = 2,27Нм/А.

2.4. Механические потери (момент холостого хода М_ХХ): Таблица 2

w	рад/с
МХХ	Нм	0,25	0,37	0,40	0,45	0,48	0,51	0,53	0,54	0,55

2.5. Добавочные сопротивления:

Таблица 3

Положение переключателя S1
Величина сопротивления RП, Ом	66,0	36,0	45,0	51,0	15,0	21,0	30,0

Таблица 4

Положение переключателя S2
Величина сопротивления RШ, Ом	Выкл	70,0	30,0	40,0

2.6. Способ шунтирования Таблица 5

Положение переключателя S3
Наименование схемы шунтирования	двигателя	якоря

3. Расчет искусственных механических характеристик.

В электрических машинах с последовательным соединением обмоток якоря и возбуждения ток якоря I_Я является одновременно и током возбуждения I_В. Так как магнитный поток Ф нелинейно зависит от I_В, то уравнение механической характеристики w = f (М), выражение которой для всех двигателей постоянного тока имеет вид:

, (1)

представляет собой сложную нелинейную зависимость w от M. Поэтому их естественная механическая характеристика приводится в каталогах (п.2.1, таблица 1), а все искусственные характеристики рассчитываются методом переходной характеристики (рис.1), определяемой выражением:

=f (I_B). (2)

Для расчета переходной характеристики используется электромеханическая характеристика n_e = f (I_В), которая для двигателей последовательного возбуждения приводится в каталогах (п.2.1, таблица 1):

, (3)

где R_Д = R_Я + R_В. Нужно также пересчитать скорость n_е в об/мин на w_e в рад/с: w_e = pn_e /30. Расчёт следует проводить, последовательно задаваясь значениями тока I_В, указанными в таблице 1.

Для построения естественной механической характеристики (кривая 1 на рис.2) необходимо, кроме того, рассчитать момент двигателя М_е, задаваясь значениями I_Я = I_В: М_е = · I_Я. (4)

Момент двигателя на искусственных характеристиках М_И для всех схем включения двигателя (кроме схемы шунтирования), у которых I_Я = I_В, такой же, как и на естественной: М_И = М_е (Таблица 5).

Расчет скоростей для всех искусственных механических характеристик выполняется с помощью переходной характеристики, используя выражения:

; (.5)

. (6)

Величина R зависит от схемы включения двигателя. Для расчета механических характеристик с последовательным сопротивлением в цепи якоря (кривая 2) необходимо в (6) подставлять R = R_Д + R_П для заданных значений R_П1 и R_П2.

Расчёт характеристик для режима динамического торможения с самовозбуждением (кривая 4) выполняется с учетом того, что в этом режиме напряжение U = 0 и поэтому Е_И = – I_Я R, где R = R_Д + R_Т – полное сопротивление замкнутой цепи якоря двигателя, R_Т – заданные значения тормозного сопротивления R_Т1 и R_Т2. Результаты расчетов следует представить в виде таблицы 6:

Таблица 6

Исходные данные	Переходная характеристика	Момент	Искусственная характеристика с RП	Динамическое торможение с RТ
IВ = IЯ	wе	IЯRД	Ее = UН - IЯRД	(Е/w)е	Ме=МИ = IЯ(Е/w)е	IЯ R	ЕИ = UН - IЯR	wИ = ЕИ /(Е/w)е	ЕТ = - IЯR	wТ =ЕТ/(Е/w)е
А	рад/с	В	В	В×с	Нм	В	В	рад/с	В	рад/с

Расчёт характеристик в схеме шунтирования якоря сопротивлением R_Ш с последовательным сопротивлением R_П (кривая 3) связан с особым способом вычисления Е_И. Последовательность расчёта представлена в таблице 7. Задаваясь значениями тока возбуждения I_В, необходимо:

1) определить падения напряжений в последовательном и параллельном контурах; 2) рассчитать токи в указанных контурах и в цепи якоря;

3) рассчитать Е_И. Далее определяются, соответственно, w_И и М_И. Необходимо обратить внимание на то, что в этой схеме токи якоря и возбуждения не равны. Ток возбуждения равен сумме токов якоря и шунтирующей цепи. Благодаря этому, ток возбуждения всегда больше нуля, даже при I_Я = 0, следовательно, могут быть получены не только скорость идеального холостого хода, но и режим рекуперативного торможения (I_Я < 0). В двигателях последовательного возбуждения это возможно только для данной схемы включения.

Таблица 7

Исходные данные	Расчетные величины
IВ	(Е/w)е	Ме	IВ (RВ + RП)	UШ = UН - IВ (RВ + RП)	IШ = UШ / RШ	IЯ = IВ - IШ	IЯRД	ЕИ = UШ - IЯRД	wИ = ЕИ /(Е/w)е	МИ = Ме (IЯ/IВ)
А	В×с	Нм	В	В	А	А	В	В	рад/с	Нм