Электропривод передвижения стола продольно-строгального станка

      Кривая намагничивания строится по таблице 5.

 

  

    Гонный асинхронный двигатель серии 4А225М4У3:

Р_над=55 кВт;  s_над=0,02;  s_кр=0,1;  h_над=0,925;   cosj=0,9;    w₀=157,1 с^-1;    n=1500 об/мин;  ; ;   ;   ;   ;   ;    ;    ;    ;    J=0,45 кг×м².   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Расчет  статических  механических  характеристик  электропривода.

6.1. Естественная  механическая  характеристика  ДПТ НВ.

       Естественная  механическая  характеристика  двигателя  постоянного  тока независимого возбуждения описывается  следующим  выражением:

где  – сопротивление  якорной  цепи  двигателя  при  температуре  t_o=15 ^oC.

       Пересчитаем  активное  сопротивление  якорной  цепи  двигателя  для  нагретого  состояния.  Принимаем  температуру  нагрева  t_нагрдв=130 ^оС.

,  где  a = 0,004 – температурный коэффициент сопротивления меди; 

;

       Запишем  выражение  для  скоростной  характеристики  двигателя:

       Подставим  в  это  выражение  номинальные  данные  двигателя  и  выразим  :

       Естественная  механическая  характеристика  будет  проходить  через  две  точки:

1)         

2)        

       Найдем  ток  и  поток  возбуждения  двигателя,  а  также  конструктивную  постоянную  двигателя:

  

       По  кривой  намагничивания  двигателя (рис.4) находим поток возбуждения: 

 
 

6.2. Основная характеристика  в системе генератор  – двигатель.

       Основная  характеристика  в  системе  генератор – двигатель  описывается  следующим  выражением:

  где

 – сопротивление  якорной  цепи  системы  генератор – двигатель  при  температуре  t_o=15 ^oC.

       Приведем  сопротивление  якорной  цепи  системы  генератор – двигатель  к  рабочей  температуре  t_нагр.г= t_{нагр.дв} =130 ^оС,

 

       Основная  характеристика  в  системе  генератор – двигатель  будет  проходить  через  две  точки:

1)    

2)                   

       Найдем  требуемые  значения  тока  и  потока  возбуждения   генератора. 

     

       Приведем  сопротивление  обмотки  возбуждения  к  рабочей  температуре. 
 

       По  кривой  намагничивания  генератора (Рис.4)  находим номинальный поток:

 
 
 

6.3. Рабочая  характеристика.

       Рабочая  характеристика  описывается  следующим  выражением:

где   

       Данная  характеристика  будет   проходить  через  точки: 
1)      
2)       

       Определим  значения  тока  и  магнитного  потока,  реализующих данную  характеристику.

       По  кривой  намагничивания  генератора  находим: 

 

6.4.  Характеристика,  обеспечивающая  скорость  V_min.

     Эта характеристика в системе генератор  – двигатель описывается следующим  выражением:

где – ЭДС генератора, обеспечивающая минимальную скорость двигателя.

       Характеристика  будет  проходить  через  точки: 
1)        

2)          

       Найдем  величину  магнитного  потока,  реализующего  данный  режим. 

       По  диаграмме  намагничивания  генератора  находим  ток возбуждения: 

 
 

6.5.  Характеристика,  обеспечивающая  скорость  V_max.

     Эта характеристика в системе генератор  – двигатель описывается следующим выражением:

где – ЭДС генератора, обеспечивающая максимальную скорость двигателя,

,

где – максимальная скорость обратного хода,

 – значение магнитного  потока двигателя при ослаблении,

Тогда

 

,

где  ,

.

       Характеристика  будет  проходить  через  точки: 
1)                                                             
2)                

       По  характеристике  намагничивания  двигателя  находим:  

 

6.6. Характеристика  динамического  торможения.

      

      

       Построим характеристику  динамического торможения по двум точкам:   
1)                                                              
2) 

      Все  рассчитанные  характеристики  построены  на  Рис.5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Механическая  характеристика гонного  АД.

       Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя описывается следующим выражением:

     

,  ,

где s_к – критическое скольжение,

     

;   .

       Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя изображена на Рис.6.

       По [4] находим обмоточные данные выбранного асинхронного двигателя серии 4А225М4У3 для Г – образной схемы замещения в относительных единицах:

; ; ; ; .

       Рассчитаем параметры схемы замещения асинхронного двигателя. Перейдём от Г – образной схемы замещения к Т – образной. 

       Коэффициент перехода от Г  – образной схемы замещения  АД к Т – образной:

тогда

       Фазный ток в обмотке статора:

       Механическую характеристику АД  построим по характерным точкам:

1)

2)

3)

4)

5)

Механическая  характеристика асинхронного двигателя  построена на Рис.6. 

Рис.6 Механическая характеристика АД 
 
 
 
 
 

7. Расчет  переходных  процессов  и  динамических  характеристик.

7.1. Математическое описание нелинейной системы Г – Д, с гонным АД.

       При расчете переходных процессов  в системе Г – Д необходимо  принять следующие допущения:

1. Машина постоянного тока является идеально компенсированной;
2. Не учитываем влияние вихревых токов на результирующий магнитный поток;
3. Сопротивление якорной цепи ( ) не изменяется в процессе работы привода в функции нагрева, а расчет ведется по значениям сопротивлений для нагретого состояния.

       Тогда с учетом вышеперечисленных  допущений динамические процессы  в системе Г – Д с асинхронным  гонным двигателем описываются  следующей системой уравнений:

                                       (1)

где – коэффициент форсировки.

Кривая  намагничивания генератора –                                              (2)

               (3)

, где – синхронная скорость АД                                    (4)