Задача 5.4

Электродвигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет следующие номинальные данные: Р_н = 10 квт, U_н = 220 в, _н = 86%, п _н = 2250 об/мин. Мощность потерь двигателя составляет р _в = 5%, а Р_я = 4,6% от потребляемой номинальной мощности.

Определить: величину сопротивления пускового реостата r _пуск для пуска двигателя пусковым током, в два раза превышающим его номинальное значение; величину номинального электромагнитного вращающего момента М_н; величину пускового вращающего момента М_пуск, полагая, что магнитный поток остается без изменения; скорость вращения двигателя, если он работает как генератор, отдавая при условии U_дв = U_ген в сеть мощность Р _н.

Решение

Для двигателя параллельного возбуждения (рис. 5.4.1) справедливо соотношение:

,

где — противо-э.д.с., индуктируемая в обмотке якоря при номинальной скорости вращения.

Номинальный ток якоря

(5.4.1)

В момент пуска п = 0, следовательно и Е = 0, поэтому пусковой ток якоря будет чрезмерно большим. Для его ограничения последовательно с якорем включают пусковой реостат r _пуск, тогда

, (5.4.2)

откуда

. (5.4.3)

Мощность, потребляемая двигателем из сети,

(5.4.4)

Номинальный ток двигателя

(5.4.5)

Ток возбуждения

(5.4.6)

Номинальный ток якоря

(5.4.7)

Сопротивление обмотки якоря

(5.4.8)

Сопротивление пускового реостата

(5.4.9)

При включении без пускового реостата пусковой ток в якоре был бы

, (5.4.10)

т. е. в 20,6 раза больше номинального, что недопустимо. Вращающий электромагнитный момент двигателя при номинальном режиме

(5.4.11)

Пусковой вращающий момент определим, используя зависимость вращающего момента от магнитного потока Ф и тока якоря I _я:

. (5.4.12)

Так как по условию магнитный поток постоянен, а пусковой ток в два раза больше номинального, то и пусковой момент будет в два раза превышать номинальный:

. (5.4.13)

Если двигатель работает как генератор, его номинальный ток

, (5.4.14)

ток в якоре

, (5.4.15)

э.д.с.

(5.4.16)

Ток в цепи возбуждения в обоих случаях одинаков, так как по условию . Используя линейную зависимость э.д.с. от скорости вращения, получаем:

(5.4.17)

откуда

(5.4.18)