ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Определение параметров двигателя постоянного тока независимого возбуждения по каталожным данным

В каталогах [1] на двигатели постоянного тока приводятся сле­дующие технические данные:

Рдв н - номинальная мощность двигателя, кВт;

Um н - номинальное напряжение обмотки якоря, В;

Iдв н - номинальный ток обмотки якоря двигателя, А;

Доя - сопротивление обмотки якоря двигателя при 15° С, Ом;

Ддп - сопротивление дополнительных полюсов двигателя при

RK0 - сопротивление компенсационной обмотки двигателя при 15° С, Ом;

L - индуктивность обмотки якоря двигателя, Гн;

Лдв н - номинальный коэффициент полезного действия, %;

«дв н - номинальная частота вращения, об/мин;

Jm - момент инерции якоря, кг - м2.

Пример 3.1. Для двигателя постоянного тока типа П-11У4, имею­щего следующие технические данные, рассчитать и построить статиче­ские электромеханическую и механическую характеристики.

Основные параметры двигателя:

номинальная мощность Рдв н = 0,3 кВт;

номинальное напряжение 17тя=220 В;

номинальный ток двигателя /дв н = 2,066 А;

сопротивление двигателя при 15° С, і? дв = 14,6 Ом; номинальная частота вращения пдв н =1500 об/мин; индуктивность двигателя Ьдв =0,248 Гн;

момент инерции якоря двигателя ./дв = 0,0031 кг • м ; допустимый ток двигателя /доп = 4 • /дв н.

Решение. Так как электромеханическая и механическая характери­стики двигателя постоянного тока независимого возбуждения описыва­ются уравнениями прямой, то для их расчета и построения достаточно определить две любые точки. Как правило, координатами этих точек являются: 1) скорость идеального холостого хода со0 при нулевом токе якоря и электромагнитном моменте; 2) номинальная угловая скорость <юн при номинальном токе /двн и номинальном электромагнитном мо­менте Мя.

Определим дополнительные параметры двигателя:

Рассчитанные статическая естественная электромеханическая и ме­ханическая характеристики двигателя приведены на рис. 3.5.

Допустимый ток двигателя

^доп = 4 • /дв. н = 4 • 2,066 = 8,264 А.

Вывод. Естественная электромеханическая характеристика двига­теля не обеспечивает ограничение пускового тока на допустимом уров­не. Как следствие пуска двигателя прямым включением в сеть - неудов­летворительная коммутация на коллекторе и выход коллектора из строя.

Пример 3.2. Для двигателя постоянного тока типа П-11У4 рассчи­тать и построить динамическую механическую характеристику. Основ­ные параметры двигателя приведены в примере 3.1.

Динамическую механическую характеристику построить при мо­менте сопротивления на валу двигателя Мс = 2 Н • м.

Решение. В динамике двигатель постоянного тока независимого возбуждения описывается системой уравнения (3.12):

U — Е + і ■ ^дВ ГОр + Едв —,

Е = с • со;

М-Мс =Jm — ; с дв dt

Мдв = с • і.

При подстановке в систему уравнений численных значений пара­метров, получим:

220 = £’ + /• 18,1 + 0,248—;

dt

Е = 1,162 • со ;

М -2 = 0,0031-^®

dt

Мдъ = 1Д62 • і. (3.22)

Динамическая механическая характеристика пуска двигателя по­стоянного тока независимого возбуждения прямым включением в сеть, рассчитанная в программной среде MathCAD, приведена на рис. 3.6.

Анализ графика динамической механической характеристики пока­зывает, что максимальное значение пускового момента составляет

-^пуск. тах — Ю,5 Н М.

Учитывая, что ток якоря двигателя независимого возбуждения пропорционален его моменту, найдем максимальный пусковой динами­ческий ток якоря

рад со

Максимальный пусковой динамический ток превышает предельно допустимый ток якоря двигателя по условиям коммутации /доп = 8,264 А, однако он существенно меньше тока короткого замыка­ния /кз =12,15 А. Отмеченная особенность уменьшения пускового ди­намического тока двигателя независимого возбуждения позволяет элек­трические машины мощностью до 200 Вт пускать прямым включением в сеть без принятия мер токоограничения.