Задание для выполнения раздела 2 по машинам постоянного тока и указания по его выполнению

Электродвигатель постоянного тока с параллельным (независимым) воз­буждением включен в сеть снапряжением U _н.Величины, характеризующие номинальный режим работы двигателя, приведены в таблице 7: полезная мощ­ность на валу Р_н;потребляемый ток I_н, частота вращения якоря п_н. Кроме то­го, заданы величины сопротивления цепи якоря К_я и цепи возбуждения R_B; ве­личина постоянных потерь мощности р ₀ и кратность пускового тока двигателя К_п = I_п/ I_н.

Таблица 7 - Данные к задаче 2 раздела 2 для машин постоянного тока на базе серии 4П

Содержание задания

1.Вычертить электромагнитную схему и электрическую схему включе­ния двигателя, определить пределы измерения электрических величин, выбрать контрольно-измерительные приборы и оценить величину сопротивления пус­кового реостата.

2.Определить для номинального режима работы двигателя ток якоря I_ЯН и ток возбуждения I_BН; противо - ЭДС обмотки якоря Е_н, электромагнитную мощность Р_эм и вращающий момент М_н; а также частоту вращения якоря n₀ в режиме идеального холостого хода.

3. Построить механические характеристики двигателя n = f(M).

Примечания:

1.Влиянием реакции якоря пренебречь.

2.Сопротивления обмоток якоря и возбуждения, указанные в задании при температуре Θ_х = 20°С, привести к расчетной температуре Θ_р = 75°С по формуле до второго знака после запятой

(52)

Во всех случаях пользоваться приведенными значениями сопротивлений.

Методические рекомендации

К пункту 1. На электромагнитной схеме машин постоянного тока пока­зать обмотку возбуждения, главные полюса, якорь, щетки и станину. В схеме включения двигателя предусмотреть контрольно-измерительные приборы и реостаты в цепи якоря R_н и в цепи возбуждения R_рв. Контрольно-измерительные приборы выбираются на основании номинальных значений на­пряжения, тока якоря и тока возбуждения с учетом их изменения при регулиро­вании от нуля до 1,2—1,3 номинального значения. Величину сопротивления пускового реостата определяют из уравнения равновесия напряжения в первый момент пуска двигателя

U_н=K_пI_ян(R_я + R_п) (53)

К пункту 2. Значение величин тока якоря I_ян, тока возбуждения I_вн, противо-ЭДС обмотки якоря Е_н, электромагнитную мощность Р_эм для номинально­го режима двигателя определяют из его основных уравнений

(54)

Номинальное значение вращающего момента находят из выражения

или (55)

Частоту вращения якоря двигателя в режиме идеального холостого хода (I_я =0) находят из соотношения

(56)

К пункту 3. Механической характеристикой двигателя параллельным возбуждением называют зависимость n = f (M) при

U = const; I_B = const; ∑R_Я = const.

При включении в цепь якоря добавочного регулировочного реостата R_ря уравнение равновесия напряжения движения имеет вид:

(57)

откуда:

(58)

С учетом значения I_я = М/С_м Ф выражение (58) примет вид

(59)

где

С_е и С_м — постоянные двигателя соответственно по ЭДС и моменту;

∆n - величина уменьшения частоты вращения якоря за счет уве­личения момента на валу.

При постоянных значениях U и I_B можно считать неизменной величину магнитного потока Ф, поэтому механическая характеристика двигателя парал­лельного возбуждения (57) является линейной, а наклон ее по отношению к оси абсцисс определяется отношением

(60)

Для построения механических характеристик при различных сопротив­лениях в цепи якоря двигателя выражением (60) пользуются следующим обра­зом. Поскольку механические характеристики двигателя с параллельным воз­буждением прямолинейны, то для построения каждой из семейства i-x харак­теристик достаточно знать координаты двух точек.

Первая точка (М = 0; n = n₀) — это точка идеального холостого хода дви­гателя и она является общей для всех i - ых характеристик при U и I_в = const. Для нахождения координаты второй точки каждой i-ой характеристики по­ступают таким образом. Задаются значением момента, например, М = М_н, ко­торому в установившемся режиме работы двигателя соответствуют значения тока якоря I_ЯН. Из зависимости (60) находят величину уменьшения частоты вращения якоря двигателя при следующих значениях добавочного реостата в цепи якоря R_ряi = (0; 2,5; 5,0; 7,5; 10)R_я, то есть

(61)

Следовательно, для построения каждой i-ой характеристики координа­ты второй точки будут (М = М_н, n_i = n₀ - ∆ n_i). На основании данных расчетов строят семейство механических характеристик двигателя (рисунок 6).

Рисунок 6 - Механические характеристики двигателя

с параллельным возбуждением при различных сопротивлениях в цепи якоря

6 Объем и содержание работы

1.Объем работы по курсовой работе должен составлять не более 30 страниц машинописного текста на формате А4.

2.Графический материал должен быть выполнен на формате А5 и А3 на миллиметровой бумаге.

3.Допускается оформление пояснительной записки, в том числе и расчеты, в рукописном виде.

4. Пояснительная записка и графические материалы выполняются в соответствии с ЕСКД.