,
Определим полное сопротивление трансформатора:
,
где - напряжение короткого замыкания:;
- первичное напряжение трансформатора:
,
Определим индуктивное сопротивление трансформатора:
,
,
Определим индуктивность фазы трансформатора:
,
,
Определим номинальный поток двигателя по формуле:
=2,5 ОМ
ѓЦn=0,1047*1000= 104,7 рад/с.
,
Расчет эквивалентного сопротивления нужно производить с учетом суммы всех сопротивлений, находящихся в якорной цепи и нагрева обмотки якоря и сглаживающего дросселя до 800С.
,
,
1) Определим угловую скорость щ для скоростных характеристик по формуле:
где Iя- измеренный ток якоря: приведён в таблице 5.
,
Определим угловую скорость щ для электромеханических характеристик по формуле:
,
Данные дальнейшего расчёта приведены в таблице 5.
1) Определим момент по формуле:
,
где Iя - ток якоря ДПТ, А.
Для расчёта момента принимаем кФ=0,94 (таблица 2).
*0,88= 2,64Нм
Дальнейший расчёт угловой скорости и момента М приведён в таблице 5.
Таблица 5- Данные расчёта естественных характеристик Естественная характеристика при Iв=0,58 А; Rd=0; U=110В
|
Iа,А |
w=f(I),рад/с |
М,нм |
w=f(М),рад/с |
Nн, об/мин |
Кф |
|
|
-3 |
120,3003 |
-2,64 |
120,3003 |
1149 |
0,88 |
|
|
0 |
111,8196 |
0 |
111,8196 |
1068 |
0,88 |
|
|
3 |
103,9671 |
2,64 |
103,9671 |
993 |
0,88 |
|
|
6 |
95,5911 |
5,28 |
95,5911 |
913 |
0,88 |
|
|
9 |
93,183 |
7,92 |
93,183 |
890 |
0,88 |
|
|
12 |
85,7493 |
10,56 |
85,7493 |
819 |
0,88 |
3. Реостатные характеристики при Iв=0,58 А.
3.1 При Rд=4 Ом, U=110В.
Определим эквивалентное сопротивление при Rд=4 Ом по формуле:
,
Определим момент М по формуле (9) :
* 0,88= 2,64 Нм
Определим угловую скорость щ для скоростных характеристик по формуле (7):
,
Определим угловую скорость щ для электромеханических характеристик по формуле(8):
Дальнейший расчёт угловой скорости и момента М приведён в таблице 6.
3.2 При Rд= 8 Ом, U=110В.
Определим эквивалентное сопротивление при Rд=8 Ом по формуле (9):
,
Определим момент М по формуле (9) :
* 0,88= 2,64 Нм
Определим угловую скорость щ для скоростных характеристик по формуле (7):
,
Определим угловую скорость щ для электромеханических характеристик по формуле(8):
Дальнейший расчёт угловой скорости и момента М приведён в таблице 6. 3.3 При Rд= 24 Ом, U=110В.
Определим эквивалентное сопротивление при Rд=24 Ом по формуле (9):
,
Определим момент М по формуле (9) :
* 0,88= 2,64 Нм
Определим угловую скорость щ для скоростных характеристик по формуле (7):
,
Определим угловую скорость щ для электромеханических характеристик по формуле(8):
,
Дальнейший расчёт угловой скорости и момента М приведём в таблице 6.
Таблица 6-Данные расчёта реостатных характеристик
|
Реостатная характеристика при rd=4 ом |
||||||
|
Iа,А |
w=f(I),рад/с |
М,нм |
w=f(М),рад/с |
Nн, об/мин |
Кф |
|
|
-3 |
134,2254 |
-2,64 |
134,2254 |
1282 |
0,88 |
|
|
0 |
110,1444 |
0 |
110,1444 |
1052 |
0,88 |
|
|
3 |
91,7172 |
2,64 |
91,7172 |
876 |
0,88 |
|
|
6 |
72,4524 |
5,28 |
72,4524 |
692 |
0,88 |
|
|
9 |
55,9098 |
7,92 |
55,9098 |
534 |
0,88 |
|
|
12 |
36,7497 |
10,56 |
36,7497 |
351 |
0,88 |
|
|
Реостатная характеристика при rd=8 ом |
||||||
|
Iа,А |
w=f(I),рад/с |
М,нм |
w=f(М),рад/с |
Nн, об/мин |
Кф |
|
|
-3 |
146,7894 |
-2,64 |
146,79 |
1402 |
0,88 |
|
|
0 |
117,1593 |
0 |
117,16 |
1119 |
0,88 |
|
|
3 |
82,1895 |
2,64 |
82,19 |
785 |
0,88 |
|
|
6 |
52,9782 |
5,28 |
52,978 |
506 |
0,88 |
|
|
8 |
38,739 |
7,04 |
38,739 |
370 |
0,88 |
|
|
8,5 |
36,0168 |
7,48 |
36,017 |
344 |
0,88 |
|
|
Реостатная характеристика при rd=24 ом |
||||||
|
Iа,А |
w=f(I),рад/с |
М,нм |
w=f(М),рад/с |
Nн, об/мин |
Кф |
|
|
-3 |
186,366 |
-2,64 |
186,366 |
1780 |
0,88 |
|
|
0 |
110,1444 |
0 |
110,1444 |
1052 |
0,88 |
|
|
3 |
47,9526 |
2,64 |
47,9526 |
458 |
0,88 |
|
|
6 |
-18,3225 |
5,28 |
-18,3225 |
-175 |
0,88 |
|
|
8,5 |
-75,8028 |
7,48 |
-75,8028 |
-724 |
0,88 |
4. Характеристики при ослабление поля
4.1 При Iв=0,4 А; Rd=0; U=110 В.
Определим номинальный поток двигателя по формуле (5):
,
Определим момент по формуле (9):
*0,88=Нм
Определим угловую скорость щ для скоростных характеристик по формуле (7):
,
Определим угловую скорость щ для электромеханических характеристик по формуле(8):
Дальнейший расчёт угловой скорости и момента М приведён в таблице 7.
4.2 При Iв=0,25 А; Rd=0; U=110 В.
Определим номинальный поток двигателя по формуле (5):
,
Определим момент по формуле (9):
*0,88 =Нм
Определим угловую скорость щ для скоростных характеристик по формуле (7):
,
Определим угловую скорость щ для электромеханических характеристик по формуле(8):
Дальнейший расчёт угловой скорости и момента М приведён в таблице 7.
Таблица 7- Данные расчёта характеристик при ослаблении поля
|
При ослаблении поля I при Iв=0,4 А |
||||||
|
Iа,А |
w=f(I),рад/с |
М,нм |
w=f(М),рад/с |
Nн, об/мин |
Кф |
|
|
-3 |
149,512 |
-2,1 |
149,51 |
1428 |
0,88 |
|
|
0 |
137,89 |
0 |
137,89 |
1317 |
0,88 |
|
|
3 |
129,2 |
2,1 |
129,2 |
1234 |
0,88 |
|
|
6 |
122,185 |
4,2 |
122,18 |
1167 |
0,88 |
|
|
9 |
114,437 |
6,3 |
114,44 |
1093 |
0,88 |
|
|
12 |
106,166 |
8,4 |
106,17 |
1014 |
0,88 |
|
|
При ослаблении поля I при Iв=0,25А |
||||||
|
Iа,А |
w=f(I),рад/с |
М,нм |
w=f(М),рад/с |
Nн, об/мин |
Кф |
|
|
-3 |
216 |
-1,5 |
216 |
2063 |
0,88 |
|
|
0 |
200,19 |
0 |
200,19 |
1912 |
0,88 |
|
|
3 |
188,67 |
1,5 |
188,67 |
1802 |
0,88 |
|
|
6 |
177,89 |
3 |
177,89 |
1699 |
0,88 |
|
|
9 |
171,92 |
4,5 |
171,92 |
1642 |
0,88 |
|
|
12 |
161,76 |
6 |
161,76 |
1545 |
0,88 |
По данным таблиц 4-7 построим график скоростных характеристик ДПТ НВ :
Рисунок 1- График скоростных характеристик ДПТ НВ.
По данным таблиц 4-6 построим график электромеханических характеристик:
Рисунок 2- График электромеханических характеристик ДПТ НВ.
По данным таблиц 4-7 построим график скоростных характеристик ДПТ НВ :
Рисунок 1- График скоростных характеристик ДПТ НВ.
По данным таблиц 4-6 построим график электромеханических характеристик:
Рисунок 2- График электромеханических характеристик ДПТ НВ.
5. Динамическое торможение.
5.1 При Rd=4 ОМ; U=110 В
Определим момент по формуле (9):
*0,88= 2,64 Нм
Эквивалентное сопротивление якорной цепи, в данном случае, будет рассчитываться по формуле:
,
Определим угловую скорость щ для скоростных характеристик в режиме динамического торможения по формуле:
,
,
Определим угловую скорость щ для электромеханических характеристик по формуле:
,
,
Дальнейший расчёт угловой скорости и момента М приведён в таблице 7.
5.2 При Rd=8 ОМ; U=110 В
Определим момент по формуле (9):
*0,88= 2,64Нм
Эквивалентное сопротивление якорной цепи, в данном случае, будет рассчитываться по формуле (10):
,
Определим угловую скорость щ для скоростных характеристик в режиме динамического торможения по формуле (11) :
,
Определим угловую скорость щ для электромеханических характеристик по формуле (12):
Дальнейший расчёт угловой скорости и момента М приведён в таблице 8.
,
Таблица 8- Данные расчёта характеристик при динамическом торможении
|
Динамическое торможение Rd=4 ом |
||||||
|
Iа,А |
w=f(I),рад/с |
М,нм |
w=f(М),рад/с |
Nн, об/мин |
Кф |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,88 |
|
|
-3 |
17,694 |
-2,64 |
17,694 |
169 |
0,88 |
|
|
-6 |
35,179 |
-5,28 |
35,179 |
336 |
0,88 |
|
|
-9 |
52,978 |
-7,92 |
52,978 |
506 |
0,88 |
|
|
-10 |
58,632 |
-8,8 |
58,632 |
560 |
0,88 |
|
|
4. Динамическое торможение Rd=16 ом |
||||||
|
Iа,А |
w=f(I),рад/с |
М,нм |
w=f(М),рад/с |
Nн, об/мин |
Кф |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,88 |
|
|
-3 |
42,718 |
-2,828 |
42,718 |
408 |
0,88 |
|
|
-6 |
88,053 |
-5,655 |
88,053 |
841 |
0,88 |
|
|
-9 |
138,94 |
-8,483 |
138,94 |
1327 |
0,88 |
Вывод
В ходе лабораторной работы сняли естественную и искусственные характеристики Двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
Итак, после выполнения лабораторной работы получили следующие оценки способов регулирования скорости:
1) Реостатное:
1.1) Регулирование однозонное- вниз от основной скорости, так как, вводя дополнительные сопротивления Rд, мы увеличиваем ??щ, и все искуственные характеристики будут находиться ниже естественной
1.2) Диапазон регулирования реостатного регулирования невелик (2-2,5) /1 при изменении Мсна 40-50%
1.3) Стабильность скорости низкая- низкая,жесткость характеристик падает с ростом R.
2) Изменением напряжения
2.1) Регулирования однозонное, вниз от основной скорости
2.2) Диапазон регулирования в разомкнутой структуре (8-10)/1 стабльность скорости достаточно высокая.
2.3)Регулирование плавное
2.4)Мдоп=Мном так как кФ=кФном=с
2.5)Способ экономичен в эксплуатации, поскольку не используются дополнительные резисторы, рассеивающие энергию.
3)Изменением магнитного потока
3.1)Регулирование скорости при U=const однозонное-вверх от основной скорости. Это главный недостаток способа, существенно ограничивающий область его применения.
3.2)Стабильность скорости относительно высокая-характеристики жесткие
3.3)Диапазон регулирования скорости может быть значительным до (3-4)/1
3.4)Регулирование скорости плавное, можно получить характеристики расположенные как угодно близко друг к другу.
3.5)В связи с тем что регулирование происходит при U=const уменьшением магнитного потока ,Мдоп=кФ*Iном<Мном,следует что Pдоп=Mдоп*щ=Uном*Iном-I2ном*Rя=const
Т.е. при данном способе регулирования неизменна допустимая мощность на валу.
3.6)Простота реализации ,так как в силовой цепи нет дополнительных элементов в которых рассеивается энергия
3.7)Капитальные затраты на регулирование также весьма низкие, что связано с малой мощностью цепи возбуждения