Тема 5 Розрахунок пускових, гальмівних і регулювальних опорів

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 12

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Лекція 11 Розрахунок пускових, регулювальних і гальмівних опорів до двигунів постійного струму

Раніше було з'ясовано, що для обмеження струму при пуску двигунів постійного струму, коли ЕРС якоря E = 0, необхідно в коло якоря вводити опір, який обмежує струм. Пристрій, що служить для введення і виведення опору в колі якоря в період пуску і розгону електропривода, називається пусковим реостатом.

Введення і виведення опорів виконується східчасто (секціями). Такий же реостат використовують і для регулювання кутової швидкості двигуна, але тоді він називається регулювальним.

Пускові опори. Для пуску та гальмування електроприводів потрібні визначені значення моментів. Їх визначають відповідним розрахунком опорів у силовому колі двигуна. Розглянуті нижче методи розрахунків справедливі для номінальних значень напруги живлення та магнітного потоку.

Рисунок 5.1 – Схема вмикання та пускові реостатні характеристики двигуна постійного струму незалежного збудження

Графо-аналітичний метод. Схема увімкнення та пускові реостатні характеристики двигуна постійного струму незалежного збудження зображені на рис. 5.1. Там же наведені позначення розрахункових величин. Опори R₁, R₂, R₃ називаються опорами ступіней; опори R_вш1, R_вш2, R_вш3 — опорами секцій. Найбільше значення струму I₁ (моменту М₁) при пуску обмежується вимогою допустимої комутації струму якоря і для двигунів загального призначення приймається рівним

I_max = I₁ = (2,0... 2,5) I_ном.

У ряді випадків максимальний пусковий струм на першій реостатній характеристиці обмежується не умовами комутації, а допустимим пусковим моментом або прискоренням.

Мінімальне значення струму I₂ (моменту М₂) при шунтуванні секцій пускового реостата визначається статичним навантаженням і в умовах нормального пуску приймається рівним

I_min = I₂ = (1,1... 1,2) I_cт.

Струм I₂ називається струмом переключення.

Якщо необхідна підвищена плавність пуску, то мінімальне значення пускового струму (моменту) приймається більшим, ніж при нормальних умовах, але це спричиняє збільшення числа пускових ступіней.

Побудова пускової діаграми статичних характеристик будується в наступному порядку (рис. 5.1):

1) будується природна характеристика, для якої параметри визначаються за формулами (див. лекцію 3); у підсумку знаходяться координати двох точок: w₀ при I = 0 і w _ном при І_ном; через ці точки проводиться пряма лінія;

2) задаються струмами І₁ і І₂ (М₁ і М₂) у межах зазначених вище значень;

3) будується перша реостатна характеристика, яка проходить через точки 1 і w₀;

4) будуються реостатні характеристики наступних ступіней, для чого з точок 2, 4, 6 проводяться горизонтальні лінії до перетинання з вертикаллю І₁ (М₁) у точках 3, 5, 7. Через точки перетинання в точку w₀ проводяться реостатні характеристики.

Побудова вважається вдалою, якщо вихід на природну характеристику відбувається в точці 7 на лінії І₁ (М₁). У противному випадку змінюють межі I₁ і І₂.

Відповідно до характеристики 1 — 2 кутова швидкість двигуна збільшується до значення, яке визначається положенням точки 2. При цій швидкості шунтується перша секція реостата (замикається контакт КМ1). Кутова швидкість двигуна через інерцію механічної системи електропривода не може змінитися миттєво, а момент швидко росте, тому перехід на нову характеристику практично здійснюється по лінії, паралельній осі абсцис.

Далі двигун буде прискорюватися відповідно до прямої 3 — 4 до точки 4, і коли замкнеться контакт КМ2, відбудеться перехід на наступну характеристику. Після замикання КМ3 наступить останній етап пуску двигуна, тобто перехід на природну характеристику. Якщо при пуску статичний момент на валу двигуна відповідає номінальному, то двигун по закінченні пуску працює на природній характеристиці з кутовою швидкістю w _ном.

При графо-аналітичному методі розрахунку пускових опорів із прямолінійними електромеханічними або механічними характеристиками відрізок 0 — w₀ (рис. 5.1) у масштабі опору приймається рівним R_ном. Тоді відрізки, які відсікаються реостатними характеристиками на вертикальній лінії номінального струму (або моменту), будуть представляти собою опори секцій і ступіней пускового реостата.

Якщо ординату af, рівну R_ном у відносних одиницях, прийняти рівній одиниці (а f = 1), то ординати ае, аd, ас, аb рівні відповідно опорам пускових ступіней якірного кола двигуна R₁, R₂, R₃. Вирахуванням із зазначених ординат внутрішнього опору двигуна, відзначеного відрізком аb, одержуємо опори окремих ступіней (відповідні ординатам bе, bd і bс).

Для переходу від опорів, що визначені у відносних одиницях, до опорів, визначених в Омах, робиться відповідний перерахунок:

R_1...3 = R_* R_ном,

де R_* = ае /аf; аd / аf і ас / аf.

Окремі секції реостата R_вш1, R_вш2 і R_вш3 (рис. 5.1) мають опори, які відповідають відрізкам dе, сd і bс. За наявним значенням опорів ступіней опори секцій знаходять так:

R_вш1 = R₁ – R₂; R_вш2 = R₂ – R₃; R_вш3 = R₃ – R_дв.

Аналітичний метод. Відношення І₁ / І₂ позначимо через l. Для триступінчастого пуску (рис. 5.1) зі струмами переключення I₁ і I₂ з умови рівноваги електричного кола випливає, що

l = I₁ / I₂ = M₁ / M₂ = R₁ / R₂ = R₂ / R₃ = R₃ /R_дв. (5.1)

Опір першої пускової ступіні, що обмежує пусковий струм значенням I₁,

R₁ = U_мер / I₁.

Тоді опори пускових ступіней зі співвідношення (5.1)

R₂ = R₁ / l; R₃ = R₂ / l = R_1/ l²; R_дв = R₃ / l = R₁/ l³ (5.2)

або

R₁ = R₂ l; R₂ = R₃ l; R₃ = R_дв l (5.2а)

Якщо відомі струми I₁ і I₂, то число ступіней

або (5.3)

Якщо число m при підрахунках виявляється дробовим, то необхідно змінити M₁ або М₂.

Гальмівні опори. Опори для гальмування розраховуються на підставі співвідношень (2.30), (2.32) і (2.33). При гальмуванні противмиканням відповідно до (2.32) зовнішній опір R_вш.пв у колі якоря

(5.4)

де Е — ЕРС якоря при початковій кутовій швидкості гальмування w _г [див. (2.34)]; I_г — допустимий початковий струм при гальмуванні.

Для динамічного гальмування зовнішній опір [див. (2.33)]

(5.5)

Регулювальні опори. Щоб отримати кутову швидкість, меншу швидкості на природній характеристиці при номінальному навантаженні, опір розраховують за формулами для двигунів незалежного і послідовного збуджень відповідно

(5.6)

(5.6а)

де w _ном — кутова швидкість на реостатній характеристиці при номінальному струмі.

Для декількох ступіней пуску, гальмування і регулювання кутової швидкості двигуна опори кожної ступіні визначають при відповідних значеннях кутових швидкостей на реостатних характеристиках.