16979586216759_ПЗ 04 Параметры двигателей постоянного тока

1. Электрические машины

Сайфутдинов Ринат Хасанович
Кандидат технических наук
Доцент кафедры ЭТЭЭМ

2.

Практическое занятие №4. Параметры двигателей постоянного тока.
Задача 1.
Двигатель постоянного тока (ДПТ) с параллельным возбуждением имеет
номинальную мощность (механическую) Рн=25 кВт. Номинальное
напряжение Uн=440 В, КПД в номинальном режиме η=0,85.
Сопротивление якорной, компенсационной и обмотки дополнительных
полюсов Rя=0,15 Ом, сопротивление обмотки возбуждения Rв=88 Ом.
Номинальная частота вращения ротора nн=1500 об/мин, падение
напряжения на щётках ΔUщ=2 В. Кратность пускового тока якоря λI=2,5.
Определить: номинальный ток ДПТ Iн,
величину пускового сопротивление Rп
для указанной кратности пускового тока,
начальный пусковой момент Мп, частоту
вращения nx и ток Ix холостого хода,
номинальное
изменение
частоты
вращения при сбросе механической
нагрузки и все виды потерь.
+
Ia
К
Rп
Uн
ОВ
Iв
I
М
КО, ДП

3.

1. Потребляемая ДПТ номинальная электрическая мощность:
Р1н Рн 25 0,85 29,4 кВт
2. Потребляемый ДПТ номинальный ток:
I н Р1н U н 29400 440 67 А
3. Ток в обмотке возбуждения:
I в U н Rв 440 88 5 А
4. Номинальный ток в якорной
обмотке:
I aн I н I в 67 5 62 А
5. Начальный пусковой ток якоря:
I aп I I aн 2,5 62 155 А
6. Требуемое сопротивления в цепи якоря для обеспечения начального
пускового тока якоря:
Raп Rп Rя U н I aп 440 155 2,83 Ом

4.

7. Величина пускового сопротивления:
Rп Raп Rя 2,83 0,15 2,68 Ом
Прямой пуск (без пускового сопротивления) может разрушить ДПТ
очень большим током якоря. В начальный момент пуска:
nп 0, Eaп 0, U н Eaп I aпп Rя
I aпп U н Rя 440 0,15= 2933 А
8. ЭДС якоря в номинальном режиме:
Еaн U н I aн Rя U щ 440 625 0,15 2 429 В
9. Номинальный вращающий момент ДПТ:
Рн 60 25000 60
Мн
159 Н м
н 2 nн
2 1500
Рн

5.

10. Электромагнитная мощность при номинальном режиме:
Рэм.н Еaн I aн 429 62 26598 Вт
11. Электромагнитный момент при номинальном режиме :
М эм.н
Рэм.н
н
Рэм.н 60 26598 60
169 Н м
2 nн
2 1500
12. Определим величину CмФ для вычисления пускового момента:
М эм.н 169
См Ф
2,73
I aн
62
Начальный пускового момент:
М п С м Ф I aп 2,73 155 423 Н м

6.

13. Момент холостого хода (преодоление потерь в ДПТ):
М х М эм.н М н 169 159 10 Н м
14. Ток якоря в режиме холостого хода:
I aх М х См Ф 10 2,73 3,66 А
15. Ток ДПТ в режиме холостого хода:
I a I aх I в 3,66 5 8,66 А
16. ЭДС якоря в режиме холостого хода (ΔUщ=0):
Еaх U н I aх Rя 440 3,66 0,15 439 В
17. Определим величину CЕФ для вычисления nх:
Еан 429
СЕ Ф
0,286
nн 1500

7.

18. Частота вращения
ротора в режиме холостого
хода:
Еах
439
nх
1535 об/мин
С Е Ф 0,286
19. Номинальное изменение
механической нагрузки :
частоты
вращения
при
сбросе
nх nн
1535 1500
nн
100%
100% 2,33%
nн
1500
n, об/мин
1540
Жесткая
механическая
характеристика
Δnн
1520
1500
M, Нм
0
40
80
120
160

8.

20. Постоянные потери состоят из механических и магнитных, они
создают тормозящий момент холостого хода:
Р0 Рмех Рм М х х
nх
1535
М х 2
10 2
1607 Вт
60
60
21. Электрические потери в обмотках цепи якоря:
2
Рэ.я I aн
Rя 622 0,15 577 Вт
22. Электрические потери в обмотке возбуждения:
Рэ.в I в2 Rв 52 88 2200 Вт
23. Электрические потери в щеточном контакте:
Рэ.щ U щ I ан 2 62 124 Вт

9.

24. Сумма потерь ДПТ с учетом того, что добавочные потери вошли в
постоянные и переменные (электрические) потери :
Р Рмех Рм Рэ Рдоб
1607 577 2200 124 4508 Вт
25. Вычислим КПД по найденным потерям мощности для сравнения с
КПД, заданным по условию задачи :
Р2 Р1 P
P
P
д
1
1
Р1
Р1
Р1
Uн Iн
4508
1
1 0 ,153 0 ,847 0 ,85
440 67
Если уменьшить переменные потери до уровня постоянных потерь за
счет уменьшения нагрузочного момента и тока якоря, то КПД машины
возрастёт до максимального значения.

10. Спасибо за внимание