Расчет пусковых резисторов для электродвигателей постоянного тока

1) Расчет пусковых резисторов для электродвигателей постоянного тока параллельного возбуждения.
2) Расчет пусковых резисторов для электродвигателей постоянного тока смешанного возбуждения
1
ВОПРОСЫ
ЛИТЕРАТУРА
1. М.Г.Чиликин, А.С.Сандлер «Общий курс электропривода». М.: Энергоиздат, 1981 г.
2. Электротехнический справочник. Под редакцией П.Г. Грудинского и др. том 2. – М.: Издательство МЭИ, 2003 г.

Ток якоря двигателя определяется выражением:
, (1)
где U –напряжение, подводимое к якорю,
Е – ЭДС обмотки якоря,
Rа – сопротивление обмотки якоря.
Так как при пуске угловая скорость вращения якоря Ω=0, то и
E = k ∙ Ф ∙ Ω = 0. (2)
Здесь k – коэффициент пропорциональности,
Ф – магнитный поток возбуждения ЭД.
Значение пускового тока ЭД действительно будет большим
в виду малости сопротивления обмотки якоря Rа (в зависимости от мощности ЭД становит десятые, сотые доли Ома).
2
1. Расчет пусковых резисторов для электродвигателей постоянного тока параллельного возбуждения.

Рис. 1. Электрическая схема включения пускового резистора.
Число ступеней z пускового резистора при пуске ЭД постоянного тока берут следующим: Р ≤ 10 кВт – 1…2 ступени;
10кВт ≤ Р ≤ 30 кВт – 2..3 ступени;
Р ≥ 30 кВт – 3…4 ступени.
3

Расчет пусковых резисторов для ЭД параллельного возбуждения выполняются в следующем порядке:
1. Выбирается величина тока переключения (минимальный пусковой ток при котором производится шунтирование ступеней пускового резистора).
Ток переключения должен на 20…50% быть больше тока статической нагрузки Iс = Iн , чтобы обеспечить «энергичный» разгон ЭД. I2 = (1,2…1,5) Iн (3)
2. Определяется максимальный пусковой ток по выражению
. (4)
3. Производится проверка коммутационных возможностей ЭД. Кратность максимального пускового тока по отношению к номинальному его значению должна находиться в пределах:
.
4

5
4. Рассчитывается и строится естественная электромеханическая характеристика ЭД (ЭМХ) .
ЭМХ строим по двум точкам: (Ω0, 0) и (Ωн, Iн).
Скорость идеального хода Ω0 определяется из аналитического выражения электромеханической характеристики для номинального режима:
(5)
, (6)
, (7)
[1/с]. (8)
Номинальное значение скорости вращения ЭД определяется по формуле:
. (9)

6
5. Производится построение нормальной пусковой диаграммы ЭД.
Рис. 2 Пусковая диаграмма ЭД.

7
6. Из графического построения пусковой диаграммы определяются сопротивления каждой ступени пускового резистора.
На пусковой диаграмме отрезки вертикали, проведенной через точку (а), заключенные между искусственными характеристиками, соответствуют в определенном масштабе ступенями пускового резистора в Омах.
1)
2)
3)

Масштаб сопротивлений резисторов находится из условия, что вертикаль соответствует полному пусковому сопротивлению ЭД.
(Ra + Σ RПi), т.е. .
Так как , то и
. (10)
Сопротивления ступеней пускового резистора определяются по выражениям:
, [Ом], , [Ом]. (11)
Расчет пускового резистора для двигателя: ЭД ДПМ31 при зашунтированной последовательной обмотке.
В режиме ПВ=25%, Рн=12 кВт, Iн=65А, nн=1310 об/мин, Uн=220В, Ra=1,9 Ом.
8

9
2. Расчет пусковых резисторов для электродвигателей (ЭД) постоянного тока смешанного возбуждения.
Алгоритм расчета пусковых резисторов для ЭД смешанного возбуждения осуществляется следующей последовательности :
1. Производится построение ЭМХ используя универсальные характеристики υ=f(i) соответствующих серии электродвигателей [2].

10
Результаты вычислений по формулам (12) сводятся в таблицу.
За базисные единицы принимаются номинальные данные ЭД: Iн, Ωн.
Тогда I = iIн [A];
Ω = υΩн [1/c], где . (12)
Значениями относительного тока двигателя задаются значения относительной частоты вращения ЭД, определяются графическим путем из универсальных характеристик.

11
По данным таблицы производится построение ЭМХ (рис. 1).
Рис. 1.
2. Определяется внутреннее сопротивление двигателя.
Rg = Ra + Rco , (13)
где Rco - сопротивление последовательной обмотки возбуждения.
3. Выбираются значения наибольшего пускового тока I1 и тока переключения ступеней I2:
I1 = (2…2,7) Iн , I2 = (1,2…1,5) Iн . (14)

12
4. Производятся графические построения линий постоянства наибольшего пускового тока и тока переключения ступеней пускового резистора.
Во втором квадранте в осях Ω, R проводится вертикаль в точку с абсциссой – Rg и строятся прямые АВ (линия постоянства тока I1) и СД (линия постоянства тока переключения I2), для чего рассчитываются абсциссы точек А и С по формулам:
. (15)

13
5. Из графического построения определяются величины сопротивлений ступеней пускового резистора.
Горизонтальные отрезки, заключенные между линиями токов, дадут в выбранном масштабе величины сопротивлений пускового резистора:
.
Полное сопротивление пускового резистора в цепи якоря ЭД определяется как: RП = R1 + R2 . (16)