Электрические машины (стр. 2 )

Требуется определить: ток генератора Iн; ток в цепи якоря Iан; ток в цепи возбуждения Iв; ЭДС якоря Еан; полезную мощность Рн; потребляемую мощность Р1Н; суммарные потери в генераторе Ур; электромагнитную мощность Рэм; электрические потери в обмотке якоря ра; электрические потери в обмотке возбуждения рв.

Решение.

1) Номинальный ток на выходе генератора

2) Ток в обмотке возбуждения

3) Ток в цепи якоря при номинальной нагрузке

4) ЭДС якоря в номинальном режиме

5) Полезная мощность

6) Мощность приводного двигателя

7) Электромагнитная мощность генератора при номинальной нагрузке

8) Суммарные потери в генераторе

9) Электрические потери в обмотке якоря

10) Электрические потери в обмотке возбуждения

1.2 Двигатели постоянного тока

Задача 1.5. Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет следующие данные: номинальная мощность Рн = 25 кВт, напряжение питания Uн = 440 В, номинальная частота вращения nн = 1500 об/мин, сопротивление обмоток в цепи якоря Уr = 0,15 Ом, сопротивление цепи возбуждения rв = 88 Ом, падение напряжения в щеточном контакте щеток ДUщ = 2 В. КПД двигателя в номинальном режиме зн = 85 %.

Требуется определить: потребляемый двигателем ток в режиме номинальной нагрузки Iн; сопротивление пускового реостата Rпр, при котором начальный пусковой ток в цепи якоря двигателя был бы равен 2,5Iан; начальный пусковой момент МП; частоту вращения n0 и ток I0 в режиме холостого хода; номинальное изменение частоты вращения якоря двигателя при сбросе нагрузки. Влиянием реакции якоря пренебречь.

Решение.

1) Потребляемая двигателем мощность при номинальной нагрузке

2) Ток, потребляемый двигателем при номинальной нагрузке

3) Ток в цепи обмотки возбуждения

4) Ток в обмотке якоря

5) Начальный пусковой ток якоря при заданной кратности 2,5

6) Требуемое сопротивление цепи якоря при заданной кратности пускового тока 2,5

7) Сопротивление пускового реостата

8) ЭДС якоря в режиме номинальной нагрузки

9) Из выражения определим

отношение коэффициентов

следовательно, в данном случае

10) Начальный пусковой момент при заданной кратности пускового тока 2,5

11) Момент на валу двигателя при номинальной нагрузке

12) Электромагнитный момент при номинальной нагрузке

где Рэм – электромагнитная мощность при номинальной нагрузке

13) Момент холостого хода

14) Ток якоря в режиме холостого хода

15) ЭДС якоря в режиме холостого хода (принимаем ДUщ = 0)

16) Частота вращения якоря в режиме холостого хода

17) Номинальное изменение частоты вращения двигателя при сбросе нагрузки

Задача 1.6. Двигатель постоянного тока независимого возбуждения имеет следующие параметры: номинальная мощность двигателя Рн = 25 кВт; напряжение питания цепи якоря Uн = 440 В; напряжение питания цепи возбуждения Uв = 220 В; частота вращения якоря в номинальном режиме nн = 2200 об/мин; сопротивления цепи якоря Уr = 0,3 Ом и цепи возбуждения rв = 60 Ом, приведенные к рабочей температуре; падение напряжения в щеточном контакте при номинальном токе ДUщ = 2 В; номинальное изменение частоты вращения при сбросе нагрузки Дnн = 8,0 %; ток якоря в режиме холостого хода I0 = 6 А.

Требуется определить все виды потерь и КПД двигателя.

Решение.

1) Частота вращения в режиме холостого хода

2) ЭДС якоря в режиме холостого хода (падением напряжения в щеточном контакте пренебрегаем ввиду его незначительной величины в режиме холостого хода)

3) Момент в режиме холостого хода

4) Момент на валу двигателя в режиме номинальной нагрузки

5) Электромагнитный момент двигателя при номинальной нагрузке

6) Электромагнитная мощность двигателя в режиме номинальной нагрузки

7) ЭДС якоря в режиме холостого хода

откуда

так как , то

Из выражения электромагнитного момента в режиме номинальной нагрузки

определим значение тока якоря в режиме номинальной нагрузки

8) Сумма магнитных и механических потерь двигателя пропорциональна моменту холостого хода

9) Электрические потери в цепи обмотки якоря

10) Электрические потери в щеточном контакте якоря

11) Мощность, подводимая к цепи якоря, в номинальном режиме

12) Ток в обмотке возбуждения

13) Мощность в цепи возбуждения

14) Мощность, потребляемая двигателем в режиме номинальной нагрузки,

15) КПД двигателя в номинальном режиме

1.3 Расчет характеристики двигателя постоянного тока

Задача 1.7. Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения работает от сети напряжением Uс = 220 В. Технические данные двигателя: номинальный ток нагрузки Iн = 65 А; номинальная частота вращения nн = 770 об/мин; ток холостого хода I0 = 6,5 А; сопротивление цепи якоря, приведенное к рабочей температуре, Уr = 0,28 Ом; ток возбуждения Iв = 1,6 А (остается неизменным во всем диапазоне нагрузки двигателя); в двигателе применены угольно-графитные щетки с переходным падением напряжения на пару щеток ДUщ = 2 В.

Требуется рассчитать данные и построить графики зависимости КПД з, частоты вращения n, момента на валу М2 от мощности на валу двигателя Р2.

Влиянием реакции якоря пренебречь и считать магнитный поток Ф постоянным.

Решение.

1) Потери и КПД двигателя.

Постоянные потери двигателя включают магнитные Рм, механические потери Рмех  и потери на возбуждение Рв

где