Дослідження на математичній моделі механічних характеристик електродвигуна постійного струму з двозонним регулюванням

Дослідження регулювальних характеристик електродвигуна постійного струму з двозонним регулюванням. Математичний опис та модель електродвигуна, принцип його роботи, характеристики в усталеному режимі роботи. Способи регулювання частоти обертання.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя

Кафедра систем електроспоживання та комп'ютерних технологій в електроенергетиці

Лабораторна робота

Дослідження на математичній моделі механічних характеристик електродвигуна постійного струму з двозонним регулюванням

з дисципліни “Основи електроприводу”

Виконав: Вульчин Д.

Перевірив: доц. Решетник В.Я.

Тернопіль 2012

Вступ

Мета роботи - засвоїти математичний опис електродвигуна, його характеристики в усталеному режимі роботи і способи регулювання частоти обертання.

Програма роботи

1. Вивчення принципу роботи, електричної схеми, математичної моделі і характеристик електродвигуна постійного струму.

2. Проведення розрахунків, необхідних для побудови характеристик у додатку EXCEL.

3. Створення таблиць та побудова графіків у додатку EXCEL.

4. Обробка результатів дослідів та складання звіту.

За номером у списку групи обираю варіант №3.

Для дослідження вибираємо електродвигун типу 2ПН100МУХЛ4, технічні дані якого наведені у додатку 1.

, кВт	, В	, об/хв	, %	, Ом	,Ом	, кгм2
1,2	220	2200	76,5	2,72	359	0,011

1. Розрахунки для дослідження регулювальних характеристик

Враховуючи що вихідні дані двигунів у додатку 1 задані для двигунів з паралельним збудженням, обчислюємо номінальні значення загального струму, струму збудження і струму якоря.

Вихідною математичною моделлю електродвигуна в усталеному режимі є рівняння (1.3). Запишемо його відносно частоти обертання об/хв.

В цю формулу підставимо числові значення і обчислимо .

У цю ж формулу підставимо всі відомі числові дані і отримаємо рівняння природної електромеханічної характеристики

Виконаємо обчислення і отримаємо

електродвигун постійний струм математична модель

При побудові природної і регулювальних характеристик струм будемо змінювати від 0 до 1,2 так, щоб для кожної характеристики отримати 5-10 точок. У даному випадку струм буде приймати значення 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 А. Змінюємо напругу від 220 В до 20 В через 50 В, регулювальні характеристики будуємо для напруг 170; 120; 70; і 20 В. Отримаємо рівняння:

Таблиця 1.1 Результати обчислень природної і регулювальних характеристик електродвигуна 2ПН100МУХЛ4

1-й стовпець - значення струму І_я в А; 2- й - 6-й стовпці - частота n в об./хв. при напрузі 220; 170; 120; 70 і 20 В відповідно.

0	2387	1845	1302	760	217
1	2357,5	1815,5	1272,5	730,5	187,5
2	2328	1786	1243	701	158
3	2298,5	1756,5	1213,5	671,5	128,5
4	2269	1727	1184	642	99
5	2239,5	1697,5	1154,5	612,5	69,5
6	2210	1668	1125	583	40
7	2180,5	1638,5	1095,5	553,5	10,5
8	2151	1609	1066	524	-19

Рис. 1.1 Регулювальні характеристики двигуна постійного струму 2ПН100МУХЛ4

Висновки: При регулюванні частоти обертання двигуна під навантаженням (I_Я=6 А) зміною напруги від 220 до 20 В частота змінюється в діапазоні 2210 - 40 об/хв., крутний момент двигуна залишається незмінним.

2. Розрахунки для дослідження регулювальних характеристик при регулюванні потоку збудження

Вихідною моделлю є рівняння природної характеристики у попередньому розрахунку. У цьому рівнянні . Змінюючи значення потоку від 1,0 до 0,5 ступенями через 0,1, отримаємо такі рівняння штучних характеристик:

Таблиця 2.1 Результати обчислень регулювальних характеристик при регулюванні потоку збудження

0	2387	2652	2984	3410	3979	4775
1	2357,5	2619,2	2947,1	3367,9	3929,8	4716
2	2328	2586,4	2910,2	3325,8	3880,6	4657
3	2298,5	2553,6	2873,3	3283,7	3831,4	4598
4	2269	2520,8	2836,4	3241,6	3782,2	4539
5	2239,5	2488	2799,5	3199,5	3733	4480
6	2210	2455,2	2762,6	3157,4	3683,8	4421
7	2180,5	2422,4	2725,7	3115,3	3634,6	4362
8	2151	2389,6	2688,8	3073,2	3585,4	4303



Рис. 1.2 Регулювальні характеристики двигуна постійного струму 2ПН100МУХЛ4

Аналіз результатів і висновки. При регулюванні потоку збудження в діапазоні від 1,0 до 0,5 частота обертання двигуна змінилася у діапазоні від 2387 до 4775 об/хв.

При регулюванні частоти обертання двигуна під навантаженням (I_Я=6 А) зміною напруги від 220 до 20 В частота змінюється в діапазоні 2210 - 40 об/хв., крутний момент двигуна залишається незмінним.

Загальний діапазон регулювання у І-й і ІІ-й зонах від 10,5 до 4775 об/хв.