Паспортные данные машин.

2.1. Генератор.Тип : 4ПО100S.

Р_Н = 1,1кВт; U_Н = 220В; I_Н = 6,5А; n_Н = 1500об/мин; R_Г = 6,2Ом;

2.2. Двигатель.Тип : 4ПО100S1.

Р_Н = 0,55кВт; U_Н = 220В; I_Н = 3,5А; n_Н = 1000об/мин; I_ВДН = 0,58А; R_Д = 11,0Ом;

Зависимость коэффициента сФ_Д от тока возбуждения I_ВД: Таблица 1

сФД	Вб	1,02	1,3	1,45	1,55	1,65	1,7	1,73	1,75	1,79
IВД	А	0,2	0,3	0,35	0,4	0,45	0,5	0,55	0,58	0,65

2.3. Нагрузочная машина. Тип: CFM 71S.

М_Н = 5,0Нм; U_Н = 380В; f_Н = 100Гц; I_Н = 2,2А; n_Н = 2000об/мин.

2.4. Асинхронный двигатель (АД).Тип : АИР 80А4 В1.

Р_Н = 1,1кВт; U_Н = 380В; I_Н = 3,2А; n_Н = 1335об/мин.

2.5. Приводной преобразователь: MOVIDRIVE MDX61В 0040 – 5A3.

U_С = 3x380В, f_Н = 50Гц; P_Н = 6,6кВт; I_Н = 9,5А; к_м = 2,27Нм/А.

2.6. Механические потери М_ХХ = f (ω) агрегатов: Таблица 2

Скорость, рад/с
Момент МХХ, Нм	ЛУ1	0,55	0,63	0,7	0,75	0,78	0,85	0,9	0,93
ЛУ3	0,49	0,52	0,54	0,56	0,58	0,6	0,62	0,64

3. Расчет характеристик.

В данной работе исследуется электропривод постоянного тока при регулировании скорости изменением напряжения якоря и магнитного потока.

Система электропривода, в которой для регулирования напряжения якоря двигателя используется генератор постоянного тока, ЭДС которого Е_Г регулируется в широких пределах, называется системой генератор – двигатель (Г – Д). Генератор предназначен для преобразования механической энергии в электрическую. Роль источника механической энергии выполняет асинхронный двигатель, ротор которого вращается с постоянной скоростью.

Общим для всех машин постоянного тока является выражение: Е = wcФ. При постоянной скорости вращения якоря генератора w_Г регулирование его ЭДС производится изменением магнитного потока Ф_Г, создаваемого током обмотки возбуждения генератора I_ВГ. Связь между ними определяется кривой намагничивания Ф_Г = f (I_ВГ). Зависимость ЭДС генератора Е_Г от тока возбуждения I_ВГ называется характеристикой холостого хода генератора

Е_Г = f (I_ВГ). Алогичная по форме кривой намагничивания (рис.1), она не рассчитывается, а снимается экспериментально.

 

Рис.1. Характеристика Рис.2. Механические характеристики холостого хода. двигателя в системе Г – Д.

3.1. Расчет естественной характеристики (линия 1 на рис.2) выполняется так же, как в п.3.1 работы №1. Если работа №1 уже была выполнена ранее, то можно воспользоваться ее результатами, т.к. двигатель используется тот же.

3.2. Расчёт искусственных механических характеристик двигателя для заданных значений ЭДС генератора Е_Г.

Уравнение механической характеристики применительно к системе Г–Д:

, (1)

где R_{Г Д} = R_Д + R_Г – полное сопротивление цепи якорей генератора и двигателя.

Скорости идеального холостого хода для заданных значений ЭДС генератора Е_Г и номинальном потоке двигателя рассчитываются по формуле:

, (2)

а статическое падение скорости Dw_СГДН при М_Н = сФ_ДН I_Н по формуле:

. (3)

Статическое падение скорости Dw_СГД и наклон характеристик (линии 2,3,4 на рис.2) больше, чем на естественной (линия 1), так как R_ГД > R_Д.

Все механические характеристики стоятся в I и II квадрантах по двум точкам: 1) w = w_0ГД ; М = 0; 2) w_СГДН = w_0ГД - Dw_СГДН; М = М_Н.

Механические характеристики системы Г-Д (2, 3, 4) располагаются на графике параллельно друг другу, так как Dw_СГД для них одинаковы.

3.3. Расчёт регулировочных характеристик двигателя P_Д = f (w) и M_Д= f (w) выполняют для двух зон регулирования скорости (рис.3).

 

Рис.3. Регулировочные характеристики.

В первой зоне регулирование скорости двигателя осуществляют изменением ЭДС генератора (Ф_Г = var) до номинального напряжения двигателя (U_ДН = 220В) при номинальном потоке (Ф_Д = Ф_ДН = const), а во второй зоне – изменением магнитного потока двигателя (Ф_Д = var) при неизменном напряжении якоря, т.е. ЭДС генератора (Ф_Г = const).

Так как полное использование двигателя по нагреву достигается при номинальном токе, то регулирование скорости двигателя следует проводить при неизменном токе якоря, равном номинальному: I_Я = I_ЯН =3,5А.

В первой зоне зависимость Р_Д = f (w) строится по двум точкам. Одна из них – начало координат (w = 0, Р = 0). Во второй точке –границе первой зоны – скорость равна номинальной w_Н, а мощность рассчитывается по формуле:

Р_Д = (U_ДН – I_Н R_Д)×I_Н . (4)

Так как в первой зоне токи якоря и возбуждения поддерживаются постоянными (I_Я =I_ЯН ; I_ВД =I_ВДН), то момент двигателя тоже постоянен и равен: .

Во второй зоне Ф_Г = const; Ф_Д = var. Регулирование скорости двигателя осуществляют ослаблением магнитного потока двигателя, уменьшая ток возбуждения двигателя. Так как Е_Г и I_Я постоянны, то регулирование скорости при ослаблении магнитного потока двигателя происходит при постоянстве мощности, рассчитанной по (4).

Так как мощность в этой зоне постоянна (Р = Мw = const), то момент уменьшается пропорционально величине магнитного потока двигателя и обратно пропорционально скорости. Для расчёта зависимости M = f (w ) нужно задаваться значениями тока возбуждения двигателя: 0,55; 0,5; 0,45; 0,4; 0,35 А. Для них из таблицы 1 в п.2.2 определить значения и рассчитать момент приI_Я = I_Н : .

Скорость для полученных значений M´ определять по формуле:

. (5)