Задача 1.1

      Рассчитайте и постройте механическую характеристику М_с (ω) вентилятора с учетом моментов потерь в двигателе ΔМ_дв и механизме ΔМ_м. Варианты заданий представлены в таблице 1.1. 

      Таблица 1.1

 

      Основой решения является уравнение вида:

      М_с(ω) = М_р.о. (ω) + ΔМ_дв + ΔМ_м,                                    (1.1)

где М_р.о. = к ⋅ ωⁿ – момент, создаваемый рабочим органом.

      Введя базовые значения номинальной частоты  вращения ω_в.н. и номинального момента М_в.н., нетрудно преобразовать уравнение (1.1) к виду

      М_с(ω) =ΔМ_дв +ΔМ_м+(М_в.н. - ΔМ_дв - ΔМ_м)⋅(ω/ω_в.н.)ⁿ              (1.2)

      Номинальный момент механизма может быть получен  с помощью данных, приведенных в таблице 1.1.

      М_в.н.= Р_в.н / ω_в.н.,                                                 (1.3)

М_в.н.= 10000 / 105 = 95,24 Нм.

      Уравнение механической характеристики:

М_с(ω) = 10 + 30 + (95,24 – 10 – 30)⋅(ω/105)²

М_с(ω) = 40 + 55,24⋅ (ω/105)²

М_с(ω) = 40 + 0,005⋅ω²

На основании  последнего уравнения рассчитаем таблицу:

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      График  построим в абсолютных единицах.

     

Задача 1.2

      Рассчитайте и постройте механическую характеристику тележки с М_с(ω) с учетом моментов потерь в двигателе Δ М_дв и механизме Δ М_м на интервале изменения частоты вращения от +ω_н до -ω_н

      Варианты  заданий представлены в таблице 1.2

      Таблица 1.2

        

      Расчеты могут быть выполнены по формуле:

      Mc=M_р.о+ΔM_дв+ΔM_м                                                         (1.4)

где М_р.о = к⋅ω - момент, создаваемый рабочим органом.

      При подстановке М_р.о  получим формулу:

М_с(ω) = к⋅ω + ΔM_дв + ΔM_м

      Подставляя  числа, получим уравнение:

      М_с(ω) = 0,2⋅ω + 0,5 + 2,5

      М_с(ω) = 3 + 0,2⋅ω

На основании  последнего уравнения рассчитаем таблицу:

        

      График  построим в абсолютных единицах.

      

 
 
 

Задача 1.3

      Рассчитайте и постройте механическую характеристику М_с (ω) подъем-ника с учетом моментов потерь в двигателе ΔМ_дв и механизме ΔМ_м на интервале изменения частоты вращения от +ω_н до -ω_н.

      Варианты  заданий представлены в таблице 1.3

     Таблица 1.3  

 

      Расчеты могут быть выполнены по уравнению:

      М_с(ω) = М_р.о. (ω) + ΔМ_дв +ΔМ_м,                             (1.5)

где М_р.о = соnst – момент, создаваемый полезной нагрузкой совместно с грузозахватывающим устройством.

      При подстановке М_р.о  и подставляя числа, получим формулу:

      М_с(ω) = 30 + 6 + 5 = 41 Нм.

      Т.к. М_р.о = соnst, то М_С не зависит от частоты вращения.

       

      На  основании последнего уравнения  рассчитаем таблицу:

      

 

      График  построим в абсолютных значениях параметров.

      

Задача 1.4

      Приведите к валу двигателя подъемного механизма  момент статической нагрузки М′c и момент инерции J′₁. При этом известны: частоты вращения двигателя ω₁ и барабана ω_н; линейная скорость подъема груза V_м; моменты инерции двигателя J₁ и барабана J_м; масса линейного перемещающегося груза m; момент, созданный грузом на барабане М_с и к.п.д. механизма η. Изобразите расчетную механическую схему.

      Варианты  заданий представлены в таблице 1.4

      Таблица 1.4

 

      Расчеты могут быть выполнены по уравнению:

                                (1.6)

где i=ω₁/ω_м – передаточное число механизма.

      i=105/10,5 = 10; 

      При работе на спуск следует пользоваться выражением:

                          (1.7)

      Для приведения к валу двигателя момента  инерции служит выражение:

                (1.8) 
 

      

Задача 1.5

      Определите  ускорение ε_u , время разгона привода t_п до номинальной частоты вращения ω_н при постоянном электромагнитном моменте М и моменте статической нагрузки М_с. Постройте график переходного процесса.

      Варианты  задания представлены в таблице 1.5

      Таблица 1.5

        

      Основой решения является уравнение движения:

          (1.9)

которое можно решать в приращениях, относительно времени

        (1.10)

      Подставим известные величины:

 

      Задаваясь приращением сформируем таблицу:

        

      Т.е. при времени t_п = 2,1с привод разгонится до номинальной частоты вращения. Ускорение в любой момент времени (например, при 2,1 с):

ε = = 105 / 2,1 = 50

      Построим  график переходного процесса:

2 Электромеханические свойства двигателей        Задача 2.1

      Определите  конструктивные коэффициенты к и с по номинальным данным двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

      Варианты  заданий представлены в таблице 2.1

        

      Конструктивные  коэффициенты могут быть определены на основании выражений:

       (2.1) 

           (2.2)

      По  формулам находим: 
 

Задача 2.2

      Используя номинальные и каталожные значения определите частоту вращения идеального холостого хода ω_о. Постройте электромеханическую характеристику.

      Варианты  заданий представлены в таблице 2.2.

      Таблица 2.2

 

      Частота вращения идеального холостого хода может быть определена на основании  выражения:

        (2.3)

где - удельная э.д.с. машины. 
 

      График  может быть построен по двум точкам: идеального холостого хода и номинального режима:

        

      Построим  электромеханическую характеристику:

      

Задача 2.3

      Используя номинальные и каталожные данные определите ток I_к.з. и момент М_к.з. короткого замыкания. Постройте графики электромеханической и механической характеристик.

      Варианты  заданий представлены в таблице 2.3

      Таблица 2.3

 

      Ток короткого замыкания прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению якорной цепи:

        (2.4)

а момент кроме того пропорционален потоку:

       (2.5)

где – конструктивный коэффициент, пропорциональный потоку с=к·Ф.