Построение и расчет статических характеристик электропривода системы генератор-двигатель системы Г-Д
4. Расчет и построение статических характеристик электропривода
Статические характеристик (электромеханическая ??f(IЯ) и механическая ??f(М) ) рассчитываются по известным соотношениям для двигателя постоянного тока независимого возбуждения:
(4.1)
(4.2)
где КД. - конструктивный коэффициент двигателя;
ФН..Д. - номинальный поток его возбуждения, Вб;
- суммарное сопротивление якорной цепи, Оm.
Суммарное сопротивление якорной цепи Rя определяется суммой всех сопротивлений элементов силовой цепи, включенных последовательно с якорем генератора:
= КТ·(RЯД + RДПД+ RЯГ+ RПР+ RДПГ) + 4RЩ, (4.3)
=КТ·(RЯД + RДПД) + 2RЩ, (4.4)
где КТ - температурный коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления при нагреве, КТ - 1,24;
RЯД, RЯГ - сопротивление якорной цепи двигателя и генератора, Оm;
RДПГ,RДПД - сопротивление дополнительных полюсов генератора и двигателя, Оm;
RЩ - сопротивление щеточных контактов, Оm;
RПР - сопротивление соединительных проводов, Оm.
(4.5)
где UЩ - падение напряжения в щеточных контактах,считаем неизменным 1В.
При определении Rпр длину соединительных проводов принять - l=25 м, провода считать медными:
(4.6)
где с - удельное сопротивление Оммм2/м (для меди = 0,017);
l - суммарная длина соединительных проводов, м;
j - допустимая плотность тока, j = 4 А/мм2
IН.Д. - ток якорной цепи системы Г-Д, А
; Оm;
Окончательное суммарное сопротивление якорной цепи будет иметь вид:
=1,24(0,00805+0,00655+0,00077+0,00309)+4*0,00145=0,902 Оm;
=1,24·0,28+2·0,0153=0,0129 Оm;
Произведение (КД.·ФН.Д.) определяем по паспортным данным двигателя:
, (4.7)
- номинальная угловая скорость вращения двигателя
, (4.8)
,
Статический момент сопротивления находится из соотношения:
МС=КЗ· МЭМ.Н= 1·148,88 = 148,88, (4.9)
где КЗ - коэффициент нагрузки;
МЭМ.Н. - номинальный электромагнитный момент двигателя М1, Н·м.
, (4.10)
Номинальный момент на валу двигателя:
, (4.11)
где РН.Д.- номинальная мощность, Вт
Для обеспечения необходимой скорости вращения двигателя ЭДС генератора должна превышать ЭДС двигателя на величину падения напряжения в сопротивлении якорной цепи:
ЕГ=(КД.· ФН.Д.)?·?Н.Д.?IЯ.·RЯ??? ??.12?
где IЯ. - ток двигателя, А.
Ток статической нагрузки, А:
IЯ.= IН.Д.· КЗ.=65·1=65, (4.13)
ЕГ=2,43·80,6+65·0,724=242,723 В,
Для построения статических характеристик двигателя необходимо знать всего две точки, так как они представляют собой прямую линию. В качестве таких точек удобно принять точки:
Точка идеального холостого тока (М=0, Iя=0),
Точка, в которой М=МС со скоростью вращения ???Н.Д.
Точка, в которой Iя.= IН.Д. со скоростью вращения ???Н.Д.
,
,
,
Также не обходимо построить статические характеристики при ЭДС генератора работающей при половиной скорости от номинальной.
ЕГ/0,5=( КД.· ФН.Д.)?·?Н.Д/2.?IЯ.·RЯ??? В ??.15?
ЕГ/0,5=2,43·40,3+65·0,721=144,794
,
,
,
Расчет естественной характеристики:
,
,
Рисунок 5.1- Электромеханические характеристики систем Д-Г и Д
Рисунок 5.2- Механические характеристики систем Д-Г и Д