Исследование нагрузочных диаграмм

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Целью работы является приобретение практических навыков в получении опытных данных и построении нагрузочных диаграмм электродвигателя при продолжительной переменной нагрузке и в применении этих диаграмм при выборе мощности электродвигателя.

 

Теоретические сведения исследования нагрузочных диаграмм

 

При выборе мощности электродвигателя для привода производственного механизма с продолжительной переменной нагрузкой используют метод эквивалентных величин ‑ тока, момента и мощности. Этот метод основан на предположении, что потери при работе двигателя с продолжительной переменной нагрузкой равны потерям при работе этого электродвигателя с постоянной продолжительной эквивалентной нагрузкой.

Для расчёта эквивалентных величин используют нагрузочные диаграммы. Такие диаграммы представляют собой зависимости потребляемого тока I, полезного момента М и полезной мощности Р от времени t рис. (4.1).

Расчёт эквивалентных величин ведут по следующим выражениям:

а) эквивалентное значение тока

;

б) эквивалентное значение момента

;

 

Рис. 4.1

в) эквивалентное значение мощности

,

где I₁, I₂, I_n ‑ значения токов, потребляемых электродвигателем из сети в соответствующие периоды переменной нагрузки t1, t2, tn; M₁, M₂, M_n ‑ значения полезного момента на валу электродвигателя в соответствующие периоды переменной нагрузки; P₁, P₂, P_n ‑ значения полезной мощности электродвигателя в соответствующие периоды переменной нагрузки.

При выборе мощности электродвигателя нужно эквивалентные значения величин сравнить с номинальными данными электродвигателя. Необходимо чтобы эквивалентная величина была немного меньше или равна номинальной. При выборе асинхронного или синхронного трёхфазного электродвигателя по эквивалентному току, чтобы избежать ошибки, следует обратить внимание на схему соединения обмотки статора.

Выбранный электродвигатель проверяют по перегрузочной способности: М_наиб £ l*М_ном,

где М_наиб ‑ наибольшее значение нагрузочного момента на нагрузочной диаграмме, Н*м; М_ном ‑ номинальный момент выбранного электродвигателя, Н*м; l ‑ перегрузочная способность выбранного электродвигателя.

Для двух других режимов работы, кратковременного и повторно-кратковременного, процедура выбора электродвигателя такая же, как и в продолжительном режиме, но двигатели выбираются специального назначения и, кроме того, в повторно-кратковременном режиме эквивалентные момент, ток и мощность приводятся к ближайшему стандартному значению продолжительности включения ПВ_ст:

 .

Задание на выполнение лабораторно-практической работы

1. Для заданных преподавателем токов нагрузки снять кривые нагрева и охлаждения машины М2.

2. Определить соотношения времён работы и пауз, при которых машина М2 будет работать в кратковременном режиме, в повторно-кратковременном, в продолжительном.

3. Реализовать заданную преподавателем циклограмму работы. Снять температурную зависимость нагрева двигателя М2 от времени при работе по заданной циклограмме. Сделать вывод о режиме работы машины М2. Проверить соответствие тока, момента и мощности двигателя заданной нагрузке.

 

Порядок работы с лабораторно-практической установкой

 

Перед включением автомата питания стенда тумблеры SA100, SA101, SA200, SA300, SA301, SA302, SA700, SA1 должны находиться в нижнем положении (в сервоприводе SA1 ‑ вверх).

1. Собрать схему в соответствии с рис. 4.2. Включить автоматическими выключателями питание стенда, включить SА700 ‑ питание реле. Включить питание обмоток возбуждения машин М1, М2 ‑ тумблеры SА300, SА301 ШИП-1, ШИП-2.2. Установить резистором R300 ток возбуждения двигателя М1 равным 400 mA. Резистором R301 установить ток возбуждения М2 равным 0 А. Включить тумблер SА1.

3. Циклограмму работы задать токами возбуждения машины М2, например, 220, 110 и 440 mA при временах работы 10 ‑ 15 мин и временах паузы тоже 10 ‑ 15 мин.

4. Включить SA100, SA200. Установить движок резистора R201 примерно в среднее положение. Кнопкой SB704 подключить якорь М1 к ШИП. Резистором R201 установить частоту вращения М1 (ИС1) равной 80 рад/с. Резистором R301 выставить ток возбуждения машины М2 на уровне 220 mА. Измерить ток якоря машины М1. Используя секундомер, в течение 10 ‑ 15 минут измерять через равные промежутки времени температуру машины М1. Установить ток возбуждения машины М2 равным нулю (R300, pA2) и разомкнуть SA1. Используя секундомер, в течение 10-15 минут измерять через равные промежутки времени температуру машины М1. Повторить опыт для тока возбуждения М2, равного 110 mА. Проделать те же измерения для тока возбуждения машины М2, равного 440 mА.

5. Осуществить процедуру выключения стенда.

 

Контрольные вопросы

 

1. Что представляет собой нагрузочная диаграмма электродвигателя?

2. В чём состоит метод эквивалентных величин при выборе мощности электродвигателя?

3. В каком случае этот метод неприменим?

4. Каковы нежелательные последствия работы электродвигателя при его перегрузке и недогрузке?