Построение и расчет статических характеристик электропривода системы генератор-двигатель системы (стр. 2 из 3)

, (4.8)

,

Статический момент сопротивления находится из соотношения:

М_С=К_З·М_ЭМ.Н= 1·148,88 = 148,88, (4.9)

где К_З – коэффициент нагрузки;

М_ЭМ.Н. – номинальный электромагнитный момент двигателя М1, Н·м.

_, (4.10)

Номинальный момент на валу двигателя:

, (4.11)

где Р_Н.Д.– номинальная мощность, Вт

Для обеспечения необходимой скорости вращения двигателя ЭДС генератора должна превышать ЭДС двигателя на величину падения напряжения в сопротивлении якорной цепи:

Е_Г=(К_Д.· Ф_Н.Д.)·_Н.Д.I_Я.·R_Я .12

где I_Я.– ток двигателя, А.

Ток статической нагрузки, А:

I_Я.= I_Н.Д.·К_З.=65·1=65, (4.13)

Е_Г=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:

1 Точка идеального холостого тока (М=0, I_я=0),

2 Точка, в которой М=М_С со скоростью вращения _Н.Д.

3 Точка, в которой I_я.= I_Н.Д. со скоростью вращения _Н.Д.

,

,

,

Также не обходимо построить статические характеристики при ЭДС генератора работающей при половиной скорости от номинальной.

Е_Г/0,5=( К_Д.· Ф_Н.Д.)·_Н.Д/2_.I_Я.·R_Я В .15

Е_Г/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

5. Определение динамических параметров для электродвигателя

Динамическими называются параметры, определяющие характер протекания переходных процессов.

При расчете пренебрегают электромагнитной инерционностью якорной цепи, реакцией якорей генератора и двигателя, влиянием вихревых токов с учетом этих допущений к динамическим параметрам системы генератор-двигатель относятся:

1 Электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения генератора

(5.1)

2 Электромеханическая постоянная времени электропривода - Т_М

, (5.2)

где J_Д – приведенный к валу двигателя эквивалентный момент инерции всей системы ЭП, кг×м²

J_Д=K_J·J_Д.=2·10,25=20,5, (5.3)

где K_J – коэффициент инерции привода;

J_Д – момент инерции якоря привода, кг·м².

,

где L_ВСР – индуктивность обмотки возбуждения, Гн;

R_ВГ - активное сопротивление обмотки возбуждения, Оm.

Индуктивность обмотки возбуждения является переменной величиной и зависит от тока возбуждения. Пользуясь кривой намагничивания Ф_Г=f(F), найдем зависимость L_B=f(I_В.Г.) по формуле:

, (5.4)

где Ф_Н.Г,I_ВГ.Н – номинальное значение потока и тока возбуждения генератора;

_н – коэффициент рассеивания магнитного потока при номиналом режиме. _н = 1,1.

Расчеты по формуле (5.4) удобно свести в таблицу 5.1

Таблица 5.1- Расчет индуктивности обмотки возбуждения

ΔIВГ	ΔФН.Г	ΔФН.Г/ΔIВГ		(3)+(4)	(5)×2рWов.г.	IВСРj
1,052	0,0031	0,00208	0,00027	0,0023	12,22	0,526
1,053	0,0022	0,00149		0,0017	8,74	1,57
1,052	0,00157	0,00168		0,00195	6,46	2,631
1,053	0,00123	0,000647		0,00091	7,41	3,68
1,053	0,0007	0,000855		0,0011	3,45	4,73
1,052	0,0009	0,000427		0,00069	4,18	5,78
2,106	0,0009	0,000213		0,0004	2,62	7,36
4,21	0,0009	0,00294		0,0032	1,52	10,52

По данным таблицы 5.1 строимзависимость

.

(5.5)

Рисунок 5.1-Расчет L_В.СР.

L_ВСР= 7,9 Гн,

.

6. Определение коэффициента форсировки

Для сокращения длительности переходного процесса в системе генератор-двигатель используется методы форсированного изменения тока возбуждения. Как правело, форсировка возбуждения осуществляется за счет приложения повышенного напряжения U_C к цепи возбуждения генератора на период разгона двигателя до основной скорости.

U_C=K_Ф··U_В, (6.1)

где K_Ф – коэффициент форсировки;

U_В – напряжение на обмотке возбуждения генератора в установившемся

режиме, В.

U_В=I_ВГН··R_ВГ=4,68·43=201,24, (6.2)

Предварительное значение коэффициента форсировки определяем из условия, что K₁ во время форсировки закорочено, и максимальный ток якоря I_{я мах} во время пуска не превысит допустимого I_ДОП=2,25·I_Д.Н.= 146,25 А.

(6.3)

где I_КЗ – ток КЗ при ЭДС генератора, обеспечивающей номинальную скорость вращения двигателя, А.

I_КЗ=Е_Г1/R_Я=242,7/0,721=336,615_, (6.4)

где Е_Г1- ЭДС генератора, обеспечивающая основную скорость вращения двигателя, В.

I_С=К_З ·I_НД=1·65=65, (6.5)

где I_С– ток статической нагрузки,А

,

U_C = 1,23·201,24=247,52 В,

Принимаем ближайшее большее стандартное значение U_C. Данное условие удовлетворяет нашим условиям так как U_C =440.

7. Расчет резисторов в цепи обмотки возбуждения генератора

7.1 Определение сопротивления разрядного резистора R4

При выборе разрядного резистора R4 необходимо выполнить два условия.

Во-первых, допустимое перенапряжение на обмотке возбуждения генератора в момент ее отключения, находящейся под номинальным током, не должно превышать десятикратного номинального напряжения возбуждения, т.е.

I_н.г×R4 £ 10×U_г.н. (7.1.1)

С учетом (2.32) для величины сопротивления R4 можно записать первое условие:

R4 £ 10×U_вн / I_вгн, (7.1.2)

или:

R4 £ 10×R_вг. (7.1.3)

Во-вторых, максимальное значение тока якорной цепи при этом не должен превышать допустимого по условиям коммутации:

I_яmax£ kI_д.н, (7.1.4)

где k – коэффициент перегрузки по току, k=2,28.

Для расчета R4 пользуются упрощенной зависимостью:

, (7.1.5)

где Т_во – постоянная времени обмотки возбуждения при ее отключении,

Т_во=L_вср/(R_вг+R4), c.

С учетом условия (6.1.4) выражение (6.1.5) преобразуется к виду:

, (7.1.6)

где n=R4/R_вг.

Из (7.1.6) найдем n, для этого сначала найдем левую часть равенства:

Теперь из равенства (7.1.6) найдем n, методом подбора

Таблица 7.1.1- опредиленеи n:

n	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0,42	0,486	0,524	0,559	0,588	0,612	0,184	0,652	0,668

Рисунок 7.1.1-График зависимости

=f(n)

R4=n·R_в.г.=7,79·43=335 Ом