Задание 1

Для электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением определить величину пускового резистора, ограничивающего пусковой ток двигателя на уровне 2I_Н и определить величину добавочного резистора, который оставаясь в цепи якоря электродвигателя обеспечит его работу с номинальным током и скоростью равной 0,8ω_н. Определить скорость электродвигателя с которой он будет работать, если в цепи якоря останутся включенными пусковой и добавочный резисторы.

Построить на одном графике пусковую электромеханическую характеристику, электромеханическую характеристику, проходящую через точку 0,8ω_н и характеристику, соответствующую двум последовательно включенным резисторам.

Параметры электродвигателя:

Мощность Р_Н = 700 Вт

Номинальная скорость ω_н = 314 рад/с

Номинальный ток I_Н = 0,27 А

Сопротивление якоря R_Я = 79 Ом

Сопротивление якоря - R_Я = U² /P

Решение

Для решения поставленной задачи воспользуемся формулой, описывающей электромеханическую характеристику электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением:

.

1. При известных параметрах определим постоянную электродвигателя – С, характеризующую магнитный поток:

Расчет:

2. В момент включения электродвигателя его скорость ω = 0. Подставив все известные параметры в уравнение электромеханической характеристики найдем величину пускового резистора R_П

.

Расчет:

3. Из этого же уравнения определим величину добавочного резистора R_Д, который обеспечит скорость электродвигателя равную 0,8ω_н.

Расчет:

4. Определим скорость электродвигателя, с которой он будет работать при номинальном токе и двух включенных резисторах R_П+R_Д:

Расчет:

5. Для построения электромеханических характеристик определим скорость идеального холостого хода:

Расчет:

Задание 2

Для двух схем регулирования скорости электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением рисунки 1,2 рассчитать и построить электромеханические характеристики ω=f(I) для первой схемы при номинальном выходном напряжении электродвигателя и при напряжении равном 0,5U_Н, для второй схемы при 0,2U_Н. Параметры электродвигателя в задании 1. Характеристики построить на одном графике.

U_c ТVS1 VS3 VS5 +

ОВ

VS4 VS6 VS2 -

Рисунок 1 – Электропривод на основе трехфазного мостового выпрямителя

ОВ

Рисунок 2– Электропривод с импульсным регулятором

Решение

Способ регулирования угловойскорости напряжением в цепи якоря в серийных электроприводах постоянного тока осуществляется обычно с помощью однофазных и трехфазных тиристорных выпрямителей и широтно-импульсных регуляторов.

Уравнения электромеханической характеристики электродвигателя постоянного тока, питаемого от управляемого выпрямителя в системе регулирования без обратных связей рисунок 1:

α - угол управления тиристорами выпрямителя, формируемый схемой управления СУ (α= 0 ÷ 90⁰).

При cosα=0 к электродвигателю будет приложено номинальное напряжение и уравнение электромеханической характеристики примет вид:

Расчет:

=340,74рад/с

=332,27рад/с

=323,81рад/с

=315,34рад/с

При cosα=60⁰ к электродвигателю будет приложено напряжение равное 0,5U_Н и уравнение электромеханической характеристики примет вид:

Расчет:

Задаваясь значениями тока от 0 до I_Н рассчитаем соответствующую скорость и построим эти характеристики.

Для широтно-импульсного преобразователя рисунок 2 уравнение этой характеристики имеет следующий вид:

ω = (εU_Н–IR_Я) /С,

где ε = t_и / T – коэффициент регулирования (t_и- длительность импульса, T- период)

U T t_И t_П

U_СР Е

Рисунок 3- Выходное напряжение на нагрузке при использовании метода ШИР

При ε =0,2 уравнение электромеханической характеристики примет вид:

Задание 3

Металлорежущие станки

Металлорежущий станок — станок, предназначенный для размерной обработки металлических заготовок путем снятия материала механическим способом.

Считается, что история металлорежущих станков начинается с изобретения суппорта токарного станка. Около 1751 г. французский инженер и изобретатель Жак де Вокансон создал станок со специальным устройством для фиксации резца, в котором отсутствовало непосредственное влияние руки человека на формообразование поверхности.

По другим сведениям, конструкция первого в мире токарно-винторезного станка с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колёс была разработана в 1738 году русским учёным А. К. Нартовым.