Контрольная работа: Исследование характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения

I_{В. Н.} = 1,25 А,

максимальная допускаемая частота вращения 2250 об/мин,

момент инерции якоря J₁ = 0,56 кг×м² ,

двигатель двухполюсный 2P_n =2,

масса двигателя Q = 131 кг.

Произведем необходимые расчеты.

1. Угловая скорость

2. Конструктивный коэффициент двигателя

3. Постоянная времени цепи возбуждения

4. Постоянная времени цепи якоря

5. Коэффициент К_ф

Все полученные данные подставляем в структурную схему (рис. 2) и проведем ее моделирование с помощью программного пакета Matlab. Величины U_я = U_в = U_с подаются на входы схемы ступенчатым воздействием. На выходе снимаем значение скорости вращения двигателя w₁ . Динамическая характеристика двигателя (график изменения скорости w₁ (t) при номинальных параметрах и М_с =0) изображена на рис. 3. График показывает выход скорости на установившееся значение при включении двигателя.

График изменения скорости КФ(t) приведен на рис. 4.

Рис.4

Рис.3

Рис. 3 – Переходная характеристика для одномассовой

системы в режиме холостого хода.

Рис. 4 – Процесс изменения КФ(t).

Из графика находим:

Расчетное значение:

Как мы видим, расчетное значение значительно отличается от значения, полученного экспериментально при моделировании системы. Это объясняется тем, что расчеты мы выполняли по эмпирическим формулам и не учли все параметры модели. Однако для нас наиболее важно получить качественные характеристики, а не количественные. А это наша модель позволяет сделать.

Статическая характеристика двигателя – это изменение установившейся скорости вращения двигателя w₁ при изменении тока якоря I_я (электромеханическая характеристика) или нагрузки М_с (механическая характеристика). Для получения электромеханической характеристики последовательно изменяют I_c =0, I_н А и снимают установившееся значение скорости w₁ . По полученным значениям строят график.

Таким образом получают естественную электромеханическую характеристику. Искусственные электромеханические характеристики получают при изменении U_c , R_я и Ф. Зависимость w₁ от этих величин описывается формулой: Итак, значение w₁ при I_c =0, нами уже получено ранее (см. рис. 3). Теперь мы изменяем значение I_c , которое становится равным I_н =59,5 А и получаем переходный процесс (см. рис. 5).

Рис. 5

Из графика находим: