Будь умным!

У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

тема уравнений описывающих его статическое состояние- 1 2

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-06-20

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 20.5.2024

Часть 1. Двигательный режим.

ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Исследование механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением ( ДПТ с НВ) в двигательном режиме.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Принципиальная схема ДПТ с НВ представлена на рис.1.

Кб

Рис. 1. Принципиальная схема ДПТ с НВ

Для ДПТ с НВ справедлива система уравнений, описывающих его статическое состояние:

(1)
(2)

(3)

где U - напряжение, приложенное к якорной цепи, В ;

при этом R = R я + R д;

I - ток якоря, А;

М - электромагнитный вращающий момент двигателя, Н м;

- угловая скорость вращения двигателя, рад/с;

Е - противо-э.д.с. двигателя, В;

к - конструктивная постоянная двигателя;

Ф - магнитный поток, Вб.

Решая первые два уравнения относительно , получаем уравнение электромеханической ( скоростной ) характеристики ДПТ

(4)

которое определяет зависимость

С учетом уравнения (3) получаем уравнение механической характеристики ДПТ

(5)

которое выражает зависимость

Так как в статическом режиме вращающий момент двигателя М равен статическому моменту сопротивления на валу двигателя М с,то это уравнение оп-ределяет зависимость со от М с , приложенного к валу . Из анализа уравнений электромеханической ( 4 ) и механической характеристик ( 5 ) видно, что они могут быть представлены прямыми линиями рис. 2 и рис. 3.

Рис. 2. Электромеханические Рис. 3. Механические характерис-

характеристики ДПТ с НВ тики ДПТ с НВ в двигательном

в двигательном режиме режиме

При U = , Ф = и = 0 характеристики называются естественными. При изменении одного из указанных параметров характеристики называются искусственными.

Очевидно, что в случае, если нагрузка на валу двигателя равна 0

( М = 0; I = 0 ), имеет место режим идеального холостого хода и при этом

(6)

С увеличением нагрузки, на валу ДПТ, возрастет и ток якоря, так как М = к Ф I, а это, в свою очередь, ведет к уменьшению . При

Максимальное значение тока в цепи якоря имеет место при R д = 0 , R = R я , и оно может в десятки раз превышать номинальный ток двигателя, так как R я- величина достаточно мала. Такое значение тока якоря называется током короткого замыкания

(7)

Двумя характерными точками механической характеристики { рис. 3 )

являются - скорость идеального холостого хода со 0 и момент короткого замыкания.

(8)

Уравнение механической характеристики можно представить в виде

( 9 )

где— перепад угловой скорости, a R = Rя+ R д.

Искусственные механические характеристики при изменении сопротивления цепи якоря R = var называются реостатными и описываются уравнениями

(10)

(11)

(10 ) и (11 ) видно, что при увеличении добавочного сопротивления

R д величина не меняется, а перепад скорости увеличивается (рис. 4).

Рис. 4.Механические и электромеханические характеристики ДПТ с ИВ

при изменении добавочного сопротивления

Искусственные характеристики при изменении питающего напряжения

описываются уравнениями

(12)

(13)

Очевидно, что при изменении U будет изменятся только , а остается постоянным(рис. 5 и рис. 6)

Механические и электромеханические характеристики ДТП с НВ при изменении напряжения

Рис. 5 рис. 6

При этом искусственные характеристики имеют тот же наклон, что и естественная.

Искусственные характеристики при изменении магнитного потока описываются следующими уравнениями;

(14)

(15)

При этом семейство искусственных электромеханических характеристик будет иметь вид рис. 7.

Рис. 7 .Механические и электромеханические характеристики ДПТ с НВ при различных потоках возбуждения

Характерной особенностью искусственных характеристик при изменении Ф является то, что электромеханические характеристики имеют общую точку при; а механические характеристики общей точки не имеют т.к. с уменьшением потока Ф уменьшается также и.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Лабораторная установка состоит из электромеханического аппарата н базе двух двигателей типа Д-200 и приборного блока, соединенных между собой двумя силовыми кабелями и одним измерительным. Приборный блок подключается к трехфазной сети 380В.

CS-CURRENT SOURCE

Рис. 8.Принципиальная схема лабораторной установки

Данные для определения зависимости коэффициента пропорциональности двигателя от тока возбуждения

	А	1,5	1,4	1,3	1,2	1,0	0,75	0,5
	Рад/с	304	310	320	328	360	427	525
U	В	28	28	28	28	28	28	27,5
с	Вс	10,86	11,07	11,43	11,71	12,86	15,25	19,44

Данные для снятия электромеханических характеристик при изменении

добавочного сопротивления

R1=0 Ом
	Рад/с	314	305	292	280	305	264
I1	А	2	3	5	7	9	10
М	Н*м	21,72	32,58	54,3	76,02	97,74	108,6
Rl=l,5 Ом
	Рад/с	276	244	216	183	150
I1	А	1,5	2	3	4	5
М	Н*м	16,29	21,72	32,58	43,44	54,3
Rl=3 Ом
	Рад/с	240	180	125	79
I1	А	1,5	2	3	4
М	Н*м	16,29	21,72	32,58	43,44
Rl=4,5 Ом
	Рад/с	205	113	50
I1	А	1	2	3
М	Н*м	10,86	21,72	32,58

Данные для снятия электромеханических характеристик при изменении

напряжения на якоре

U=28 Ом
	Рад/с	313	305	299	292	288	281
I1	А	1	2	3	4	5	6
М	Н*м	10,86	21,72	32,58	43,44	54,3	65,16
U=21 Ом
	Рад/с	230	223	216	210	204	197
I1	А	1	2	3	4	5	6
М	Н*м	10,86	21,72	32,58	43,44	54,3	65,16
U=14 Ом
	Рад/с	144	138	130	122	117
I1	А	1	2	3	4	5
М	Н*м	10,86	21,72	32,58	43,44	54,3

Данные для снятия электромеханических характеристик при изменении

потока возбуждения


	Рад/с	320	311	302	296	289	283
I1	А	1	2	3	4	5	6
М	Н*м	10,86	21,72	32,58	43,44	54,3	65,16

	Рад/с		377	365	355	349	342
I1	А		2	3	4	5	6
М	Н*м		21,72	32,58	43,44	54,3	65,16

	Рад/с		575	561	552	545	535
I1	А		3	4	5	6	7
М	Н*м		32,58	43,44	54,3	65,16	76,02

Механические характеристики при изменении R

Электромеханические характеристики при изменении R

Механические характеристики при изменении U

Электромеханические характеристики при изменении U

Механические характеристики при изменении

Электромеханические характеристики при изменении IBi

Вывод: исследовали механические и электромеханические характеристики ДПТ с НВ и выяснили что при введении доб. сопротивления ограничивается пусковой ток, но также ограничивает пусковой момент и уменьшает жесткость; Регулирование подводимым напряжением отличается только тем, что не меняется жесткость характеристик; Характерной особенностью искусственных характеристик при изменении Ф является то, что электромеханические характеристики имеют общую точку при = 0, а механические характеристики общей точки не имеют. Регулирование по току не используется.

Часть 2. Торможение.

ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Практическое исследование тормозных режимов двигателя постоянного тока независимого возбуждения: режима противовключения, рекуперативного режима, режима динамического торможения.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Различают следующие тормозные режимы ДПТ с НВ:

1) рекуперативное торможение ( с отдачей энергии в питающую сеть );

2) динамическое торможение;

3) торможение противовключением. Рекуперативное торможение.

Если вспомогательным двигателем разогнать ДПТ с НВ до скорости выше скорости идеального холостого хода, то он начинает работать генератором, включенным параллельно с сетью, отдавая ей электрическую энергию. Ток якоря при этом изменяет свой знак, так как и ДПТ переходит в тормозной режим с моментом

В этом случае уравнение механической характеристики может быть представлено так':

(1)

Нетрудно видеть, что графическая зависимость в данном случае является продолжением механической характеристики динамического двигательного режима и изображается во 2 и 4 квадрантах

Рис. 1 .Механические характеристики двигательного режима и режима рекуперативного торможения при изменении добавочного сопротивления

Данный способ торможения обладает высокой экономичностью, в связи с чем нашел широкое применение в промышленности и на транспорте. т Практически может быть реализован либо при спуске груза для обеспечения его плавности, либо, при регулировании скорости вращения, изменением питающего напряжения при переходе от большой скорости к меньшей.

Ограничение на применяемость этого метода торможения обусловливается тем, что он имеет место только на скоростях выше скорости идеального холостого хода, то есть только при условии , что со больше со 0.

Динамическое торможение

Для реализации этого режима якорь двигателя отключают от сети и за-мыкают на тормозное сопротивление R р так, как это представлено на "рис. 2.

Рис. 2. Схема включения ДПТ с НВ при динамическом торможении

При этом ток якоря

меняет свой знак и момент

становится отрицательным , то есть тормозным.

Уравнение механической характеристики для этого режима запишется

(2)

где Мт- тормозной момент,

R - сопротивление якорной цепи

На рис. 3 представлены механические характеристики режима динамического торможения.

Рис. 3. Механические характеристики режима динамического торможения

Рис. 4. Механические характеристики в режиме торможения противовключением при изменении полярности напряжения при R1>R2>R3

Способ динамического торможения достаточно экономичный, так как двигатель работает в генераторном режиме на постоянную нагрузку, потребляя из сети энергию только на электромагнитное возбуждение.

Торможение противовключением

Этот режим по существу соответствует работе ДПТ генератором, включенным последовательно с сетью и имеет место тогда, когда обмотки двигателя включены для вращения в Одну сторону, но под действием внешнего момента или сил инерции ротор вращается в противоположную сторону.

Если у ДПТ, работающего в двигательном режиме, изменить полярность напряжения на обмотке якоря, то знак тока якоря изменится на противоположный в соответствии с выражением

I = -(U + E)/R

Двигатель переходит в тормозной режим и его механическая характеристика изображается во 2-м квадранте.

При этом происходит интенсивное торможение и скорость вращения двигателя падает до нуля. Если в этот момент времени (точка N) обмотку якоря не отключить от сети, то направление вращения изменится на противоположное, т.е. двигатель реверсируется. Это, безусловно, накладывает определенные ограничения на применимость данного способа торможения.

С энергетической точки зрения, данный способ не экономичен, так как большое количество энергии выделяется на добавочном сопротивлении, которое необходимо включать в якорную цепь для ограничения бросков тормозного тока. Механические характеристики для этого способа торможения представлены на рис. 4.

Данные для построения механических характеристик режима рекуперативного торможения при изменении добавочных сопротивлений

R1=0 ОМ
	Рад/с	363	361	359	354	350	347
I1	А	8	7	6	5	4	3
M	Н*м	86,8	76	63,6	54,3	43,44	32
R1=0,5 ОМ
	Рад/с	474	450	420	389	360
I1	А	1	2	3	4	5
M	Н*м	10,86	21,72	32	43,44	54,3
R1=3 ОМ
	Рад/с	535	521	456	380
I1	А	3,5	3	2	1
M	Н*м	38	32	21,72	10,86

Данные для построения механических характеристик режима динамического торможения при изменении добавочных сопротивлений

R1=4,5ОМ
	Рад/с	380	150	69
I1	А	5	4	3
M	Н*м	54,3	43,44	32
R1=3ОМ
	Рад/с	187	150	69
I1	А	5	4	3
M	Н*м	54,3	43,44	32
R1=1,5 ОМ
	Рад/с	156	70	17
I1	А	11	8,5	7
M	Н*м	119,5	92,31	76

Данные для построения механических характеристик режима торможения противовключением при изменении добавочных сопротивлении

R1=3Ом
ω	Рад/с	0	-33	-72	-185
I1	А	4	4,5	5	6,5
M	Н*м	43,44	48,9	54,3	70,6
R1=3Ом
ω	Рад/с	76	36	3	-67	-156
I1	А	5	6	7	8	11
M	Н*м	54,3	63,6	76	86,8	119,46
R1=0 Ом
ω	Рад/с	195	189	180	170	160	150
I1	А	6	7	8	9	11	12
M	Н*м	63,6	76	86,8	97,74	119,46	130

Электромеханические характеристики при рекуперативном торможении

Электромеханические характеристики при динамическом торможении

Электромеханические характеристики при торможении противовключением

Вывод: исследовали различные типы торможения ДПТ с НВ и выяснили, что наиболее экономически выгодным является рекуперативное торможение, но его не везде можно реализовать, так как необходимо увеличить скорость выше скорости идеального холостого хода; Режим динамического торможения более прост, но вся кинетическая энергия расходуется бесполезно; самым тяжелым является торможение противовключением так как в этом случает двигатель потребляет энергию ротора и сети и, как следствие, сильно нагревается.

1. Ярославская губерния в 1905 году
2. Введение РАЗВИТИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА ~ РАЗВИТИЕ СВЯЗИ Потребность в общении в передаче и хранении инфор.
3. 03 0212 Филиппова 02
4. Проблемы реализации региональной жилищной политики (на примере Администрации города Серпухова)
5. ТЮМЕНСКИЙ государственный НЕФТЕГАЗОВЫЙ университет Технологический институт Кафедра- Товароведе
6. ВОЯЖ www.voygeurl.ru
7. ТЕМА 7 ТРЕХМЕРНАЯ ГРАФИКА Основные понятия трехмерной графики
8. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата історичних наук Київ1999 Дисерта
9. тематика БВС ТИФК анатомия БЖД психология литература ин
10. в программной среде PCI Geomtic Точное и RPC моделирование Спутник OrbView 3 был
11. Тема 1 Моделирование ИС
12. . Общие положения
13. Карл Бюхер
14. а к отрицательной температуре но и условиями выращивания качеством ухода соответствием ритма роста и разв
15. IQ горе от ума
16. Кьеркегор Сёрен
17. Основы селекции
18. К методам классификации объектов ТЭСИ относятся- а иерархический метод; б линейный метод; в фасетн
19. 1 Політекономія в системі наук Вся ця діяльність здійснюється в рамках певних відносин між людьми в
20. Ресничные черви

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе