Методические указания и пример расчета. Решение данной задачи рассматривается при следующих исходных данных: Pном=21 кВт, Uном=220 В, ηном=0,865

Решение данной задачи рассматривается при следующих исходных данных: P_ном=21 кВт, U_ном=220 В, η_ном=0,865, cosφ_ном=0,83, M_max/M_ном=3,2, U_2ном=114 В, s_ном=0,025, p=3; обмотка статора соединена звездой. Это решение осуществляется в следующим образом.

Определяются критические скольжения, относящиеся к естественной и второй искусственной характеристикам. Критическое скольжение, относящееся к естественной характеристике,

Критическое скольжение, относящееся ко второй искусственной характеристике, .

Определяются частота вращения поля статора и номинальная частота вращения ротора: об/мин;

об/мин;

Определяются номинальный и максимальный моменты на валу:

Н•м;

Н•м.

Определяются номинальные фазные напряжение и ток статора:

В;

А;

Составляется схема замещения двигателя при номинальном режиме работы (рис. 40) и на основе ее определяются приведенное активное сопротивление ротора R₂″ и индуктивное сопротивление двигателя при опыте короткого замыкания Х_К. Полное сопротивление Ом.

Рис. 40

Полное сопротивление Z_ном, индуктивное сопротивление Х_К и активное сопротивление R₂′/s_ном связаны уравнением . Учитывая то, что для упрощенной схемы замещения Х_К≈ R₂′/s_кр, получаем:

. После подстановки числовых значений данное уравнение принимает вид: . Решив данное уравнение, получаем: R₂'= 0,12 Ом. В связи с этим Х_К=0,12/0,156 = 0,77 Ом.

Составляется схема замещения двигателя с пусковым реостатом (рис. 41) и на ее основе определяются приведенные сопротивления пусковых резисторов R_П1 и R_П2. При включении в цепь ротора верх-

Рис. 41

ней ступени пускового реостата (рис. 39) в схему замещения добавляется резистор R_П2′/s (рис. 41). Данному состоянию схемы соответствует уравнение

, решив которое получаем R_П2′ = 0,325 Ом. При включении в цепь ротора обеих ступеней реостата, в схему замещения добавляются два резистора: R_П2/s и R_П1/s. Данному состоянию схемы соответствует уравнение:

, решив которое, поучаем R_П1′ = 0,325 Ом.

Определяются фазное напряжение обмотки ротора U_2ф.ном, коэффициент трансформации двигателя К и сопротивления пусковых резисторов R_П1 и R_П2:

В;

; Ом.

Определяются пусковые токи и моменты для каждой характеристики:

А;

А;

А;

Н•м;

Н•м.

Строятся графики зависимостей M(s) (рис. 42). Графическим путем определяются скольжения s_ном1 и s_ном2, которые, будет иметь двигатель, работая согласно характеристикам M(s)₁ и M(s)₂ с моментом на валу, равным номинальному. При этом получилось: s_ном1=0,32; s_ном2 =0,17.

Определяется частоты вращения n_ном1, n_ном2 и токи статора I_ном1, I_ном2 соответствующие скольжениям s_ном1 и s_ном2:

об/мин;

об/мин;

А;

А.

Для удобства анализа и использования значения, найденных в процессе решения задачи величин приводятся в табл. 27.

Таблица 27

Задача 14. Расчет характеристик двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

Рассчитать и построить механические характеристики двигателя, указанные в табл. 28. Знак "X" в ней означает, что данный контакт замкнут. Схема электрической цепи двигателя приведена на рис. 43. Исходные данные к расчету приведены в табл. 29 и 30. Этими данными являются: номинальное напряжение двигателя U_ном, номинальная мощность P_ном, номинальная частота вращения якоря n_ном, номинальный коэффициент полезного действия η_ном, сопротивление обмотки якоря R_Я, сопротивление обмотки возбуждения R_В, кратность пускового момента M_П/M_ном, ток возбуждения I_В в процентах от I_В.ном, поток возбуждения Φ в процентах от Φ_ном. Естественная характеристика n(M) получается при номинальном возбуждении; Ф = Φ_ном. Первая реостатная механическая характеристика n(M)₁ должна обеспечивать пусковой момент, значение которого указано в табл. 30. Вторая реостатная механическая характеристика n(M)₂ должна занимать среднее положение между характеристиками n(M) и n(M)₁. Первая полюсная механическая характеристика n(M)₃ получается при Ф= 0,75 Φ_ном, а вторая n(M)₄ - при Ф=0,5Φ_ном. При определении тока возбуждения по заданному магнитному потоку следует пользоваться вебер-амперной характеристикой магнитной цепи двигателя, приведенной в табл. 31. График этой характеристики необходимо представить в данной работе.

При расчетах реакцией якоря следует пренебречь.

Пуск двигателя начинается согласно первой реостатной характеристике, т.е.

Таблица 28

Таблица 29

Таблица 30

Таблица 31