Презентация, доклад по ПМ 01. МДК 01.04 Раздел 4.1 Электрический привод для специальности 13.02.11 на тему Расчет и построение механических характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения

двигателя постоянного тока независимого возбуждения»

– изготовителя, снимаемые в условиях испытаний двигателя и отраженные в документации на двигатель и в каталогах электротехнической промышленности. Эти характеристики в дальнейшем будем называть каталожными. Кроме каталожных кривых мощности Р(I), скорости n(I), КПД η(I), момента М(I) в каталогах приводятся номинальные данные для основного режима работы PH, nH, IH, UH. ηН и другие.
2. Для некоторых типов двигателей (например, типа Д) в справочниках приводятся, кроме номинальных данных PH, nH, IH, значения допускаемых по нагреву нагрузок при различной продолжительности включения ПВ (P, n, I), что позволит построить характеристики по четырем – пяти точкам. Однако чаще всего этих данных для всех режимов работы двигателя бывает недостаточно.
3. При отсутствии данных по п.1 и п.2 приходится на стадии проектирования рассчитывать характеристики двигателей по каталожным данным. Из каталожных данных двигателя берём номинальные данные PH, nH, IH, UH., а также данные о допускаемых нагрузках (ММАКС, ωМАКС), по возможности – обмоточные данные (rЯ).

вид:



Уравнение динамической электромеханической характеристики ДПТ НВ:



Так как в статическом режиме d/dt=0, то получим уравнения механической и электромеханической характеристик ДПТ НВ в статическом режиме:

характеристики, линейны и характеризуются двумя точками:
при Iя = 0, М = 0; ω0 = Uя/КФ – т. ХХ
при Iя=Iкз, когда ω=0; Iкз=Uя/Rя – т. КЗ
Проведя прямую через эти точки, можно
получить статические механическую и
электромеханическую характеристики.
Жесткость механической
характеристики:

записать в виде:




где β - жесткость механической характеристики; ω0=Uя/kФ – скорость идеального холостого хода; Мкз, Iкз – момент и ток короткого замыкания (обычно берутся как 2 – 2,5 от номинальных для ДПТ НВ); Rя – полное сопротивление якорной цепи.
Механическая характеристика, снятая при номинальных параметрах называется естественной и может быть построена по 2 точкам:
M=0 и ω=Uном/kФном – точка идеального холостого хода;
М=Мном и ω=ωном – точка номинального режима работы.

показывает зависимость между мгновенными значениями скорости и тока (момента) для одного и того же момента времени переходного режима работы электропривода. Она отражает действительный процесс изменения скорости при пуске двигателя и проходит по другой траектории в отличии от статической характеристики, которая описывает процесс пуска только при очень медленном изменении скорости.

Электромеханическая характеристика:
1- статическая;
2 – динамическая.

на якоре Uя; сопротивление якорной цепи Rя и магнитный поток Ф могут принимать значения, отличающиеся от номинальных


где


Подставив в уравнение электромеханической характеристики, получим

или же иначе

Введем обозначение относительных (безразмерных) величинах.
ω*=ω/ω0 (для ДПТ НВ); I*=Iя/Iном; M*=M/Mном. Тогда получим
ω*=(γ-I*ρ)/φ – уравнение электромеханической характеристики в о.е.
ω*=γ/φ-M*ρ/φ2 – уравнение механической характеристики в о.е.

из трех параметров:
1) Изменяется подводимое к электродвигателю напряжение U при номинальном магнитном потоке и неизменном значении сопротивления якоря (γ=var). Это соответствует питанию якоря от управляемого выпрямителя.

один из трех параметров:
2) Изменяется сопротивление якорной цепи при номинальном магнитном потоке и номинальном напряжении на якоре (ρ=var). Это соответствует подключению к обмотки якоря добавочных сопротивлений

из трех параметров:
3) Изменением магнитного потока (тока в обмотке возбуждения) при и номинальном напряжении на якоре и неизменном сопротивлении (φ=var). Это соответствует реостатному регулированию тока в ОВ

связи с насыщением его магнитной цепи в номинальном режиме практически возможно в сторону уменьшения потока – ослабления поля двигателя.
Так как зависимость магнитного потока двигателя Ф от тока в обмотке возбуждения не является линейной, то для решения задач расчета и моделирования ДПТ НВ, ее желательно аппроксимировать «гладкой» аналитической зависимостью, например в качестве аппроксимирующей функции можно использовать степенной полином вида:

Мн=50 Н∙м. Наибольшее значение скорости холостого хода ω0=104,6 рад/с. Найти величину диапазона регулирования скорости, если момент на валу двигателя может изменяться в пределах 0,15Мн≤Мс≤1,2Мн и требуемая точность поддержания заданной скорости составляет Δдоп=10%. Какой должна быть жесткость механической характеристик, чтобы достичь диапазона D=100.
Решение:
Диапазон регулирования определим по формуле:


Чтобы достичь D=100, жесткость должна быть повышена до значения:

Что такое электромеханическая характеристика ДПТ?
По каким двум точкам строятся статические механические характеристики ДПТ НВ?
Что такое жесткость? Как ее вычислить для ДПТ НВ?
Как происходит переход от абсолютных величин к относительным?
Регулируя какие параметры ДПТ НВ можно получить искусственные механические (электромеханические характеристики)?