Модель двигателя постоянного тока и пример расчета

В этом и следующих разделах пособия будут рассмотрены примеры использования программы АС 3.1 для моделирования часто встречающихся систем электропривода. В качестве объекта моделирования в этом и следующих разделах будем рассматривать электродвигатель постоянного тока параллельного возбуждения типа П62.

Данные двигателя взяты из справочника.

Номинальная мощность, Р_н 8 кВт

Номинальная скорость, n_н 1000 об/мин

Номинальный ток, I_н 43 А

Номинальное напряжение U_н 220 В

Сопротивление якоря, R_a = (r_я+r_ДП) 0.328 Ом

Сопротивление возбуждения пар. обмотки, R_в 136 Ом

Число активных проводников якоря, N 558

Число параллельных ветвей якоря, 2 а 2

Магнитный поток полюса полезный, Ф 10.7 мВб

Номинальный ток возбуждения пар. обмотки, I_вн 1.23

Максимально допустимая частота вращения, n _max 1500 об/мин

Момент инерции якоря, J_Д 0,65 кг·м²

Число полюсов, 2 р 4

Коэффициент компенсации двигателя k 0,5

Так как технические данные электродвигателя приведены при температуре окружающей среды 20 °С, то необходимо пересчитать все сопротивления на рабочую температуру 80°С. Для расчета параметров использованы известные формулы. Кроме того, пусть приведенный момент инерции механизма J_м равен J_Д, тогда суммарный момент инерции J = 2 J_Д = 1.3 кг·м². В итоге получаем:

Сопротивление якоря R_a = 1,24·(r_я + r_ДП) = 0.4 Ом

Номинальная частота вращения ω_н = n_н ∙2 π /60 = 105 рад/с

Конструктивный коэффициент αФ = (U_н-I_нR_а)/ ω_н = 1.93 Вс/рад

Электромеханическая постоянная Т_м = JR_а /(αФ)² = 0.14 с

Индуктивность якорной обмотки L_a = kU_н / I_нpω_н = 0,012 Гн

Электромагнитная постоянная Т_а = L_a / R_a = 0,03 с

Модель двигателя с указанием параметров представлена на рис. 8.1. Звено 4 введено для перевода угловой частоты вращения в обороты. Звено 2 приведено к виду , где .

а)

б)

Рис.8.1 a) расчетная модель ДПТ;

б) модель ДПТ в программе АС 3.1 (файл DPT1.sa).

Моделируются два последовательных режима: прямой пуск двигателя от сети постоянного тока напряжением 220 вольт на холостом ходу и последующее ступенчатое приложение номинальной нагрузки. Длительность каждого режима 1 секунды. Шаг интегрирования 0,001 с. При вводе нагрузки учитывается ее знак (вводится с минусом, т.к. направлена против направления вращения).

На рис. 8.2. представлена графическая форма вывода результатов. По результатам видно, что скорость холостого хода – 1090 об/мин, а переходные процессы не имеют колебательного характера. Из расчетов видно, что при прямом пуске (даже на холостом ходу), ток якоря на короткое время (около 0,1 с.) достигает 420 А, что почти в 10 раз превышает номинальное значение.

Рис. 8.2. Пример моделирования переходных процессов в ДПТ.

Дата добавления: 2014-12-24