Расчетное задание
Тема: « Расчет генератора постоянного тока »
По дисциплине «Электрические машины»
Вариант 16
Выполнил: студент гр. ЭТ-01
Цепенко А. С.
Проверил: Гесенко Н. М.
Барнаул 2012
Параметры генератора постоянного тока параллельного возбуждения приведены в таблице 1. Здесь приняты обозначения: номинальная мощность РНГ и напряжение UНГ, ток возбуждения iНГ, сопротивление обмотки якоря при 15°С, частота вращения, КПД η.
При расчете пренебречь реакцией якоря и считать ток возбуждения машины постоянным.
Таблица 1 -Данные машины постоянного тока
| РНГ, кВт | UНГ, В | iНГ, А | nНГ, об/мин | h, % | RHД, Ом | PHД, кВт | UHД, В |
| 0,0136 | 7,5 |
Требуется:
– определить частоту вращения данной машины в режиме двигателя, считая, что КПД при номинальной нагрузке в генераторном и двигательных режимах работы равны, напряжение на зажимах двигателя и его номинальная мощность даны в таблице 5.9;
– определить изменение частоты вращения двигателя при переходе от номинальной нагрузки к холостому ходу (током якоря при холостом ходе пренебречь);
– определить, как изменится частота вращения двигателя, если подведенное к обмотке якоря напряжение уменьшится до 0,8 U НД при неизменном тормозном моменте, соответствующем номинальной мощности двигателя.
Решение
Номинальный ток машины
в режиме генератора:
в режиме двигателя:
Ток в обмотке якоря
в режиме генератора:
в режиме двигателя:
Так как по условию задачи ток возбуждения остается неизменным:
,
ЭДС обмотки якоря при номинальной нагрузке:
в режиме генератора:
в режиме двигателя:
где сопротивление обмотки якоря, приведенное к температуре 75°С:
Падение напряжения в переходном контакте щеток обычно принимают:
.
Частоту вращения можно определить из формулы ЭДС:
,
где с - постоянный для данной машины коэффициент.
Магнитный поток Ф считаем постоянным, так как ток возбуждения по условию задачи не меняется, а реакцией якоря пренебрегаем. Таким образом, частота вращения двигателя при номинальной нагрузке может быть найдена из соотношения:
,
откуда:
Для того, чтобы найти изменение частоты вращения двигателя при переходе от номинальной нагрузки к холостому ходу, используем уравнения ЭДС двигателя:
при номинальной нагрузке:
;
при холостом ходе, пренебрегаем током якоря (по условию задачи):
.
Откуда, принимая магнитный поток постоянным, получаем соотношение:
,
из которого определяем искомую частоту вращения двигателя при холостом ходе:
Относительное изменение частоты вращения:
Для определения частоты вращения двигателя при пониженном напряжении, рассмотрим сначала формулу электромагнитного момента:
,
где к - постоянный для данной машины коэффициент.
По условию задачи при изменении напряжения момент двигателя остается равным номинальному, и магнитный поток Ф не меняется. Отсюда следует, что ток обмотки якоря при изменении напряжения также остается постоянным, равным номинальному. Это обстоятельство позволяет записать формулу частоты вращения двигателя.
При номинальном напряжении U НД :
;
При пониженном напряжении 0,8 U НД:
.
Искомое изменение частоты вращения:
