Плавный пуск двигателя постоянного тока по системе "Широтно-импульсный преобразователь - двигатель постоянного тока"
5. Статические характеристики системы ШИП - ДПТ
В проектируемом лабораторном стенде напряжение подаваемое на якорь двигателя подается импульсным методом, когда двигатель периодически подключается к источнику питания и отключается от него. При широтно-импульсном регулировании период коммутации “Tk” остается постоянным, а изменяется время “t0” замкнутого состояния ключа скважность
Среднее значение напряжения на якоре при ШИМ равно:
; (5.1)
Уравнение механической характеристики двигателя для средних значений угловой скорости и момента имеет вид:
; (5.2)
Механическая характеристика будет представлять собой семейство характеристик при изменяющемся значении скважности . Зависимости при разных значениях скважности сведены в таблицах.
Таблица 5.1 Зависимость при
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
314 |
||
М |
13.5 |
11.84 |
10.22 |
8.6 |
6.99 |
5.32 |
3.4 |
Таблица 5.3 Зависимость при
0 |
50 |
100 |
130 |
180 |
220 |
250 |
||
М |
8.07 |
6.45 |
4.84 |
3.84 |
2.25 |
0.96 |
0 |
Таблица 5.4 Зависимость при
0 |
40 |
70 |
100 |
120 |
140 |
166 |
||
М |
5.38 |
4.1 |
3.11 |
2.15 |
1.5 |
0.86 |
0 |
Таблица 5.5 Зависимость при
0 |
15 |
30 |
50 |
60 |
70 |
83 |
||
М |
2.69 |
2.2 |
1.72 |
1.07 |
0.75 |
0.43 |
0 |
Рисунок 5.1 Механические характеристики
Уравнение скоростной характеристики двигателя для средних значений угловой скорости и момента имеет вид:
; (5.3)
Скоростная характеристика будет представлять собой семейство характеристик при изменяющемся значении скважности . Зависимости при разных значениях скважности сведены в таблицах.
Таблица 5.6 Зависимость при
0 |
60 |
120 |
180 |
240 |
300 |
440 |
||
I |
54 |
46.8 |
39.5 |
32 |
24.8 |
17.5 |
0 |
Таблица 5.7 Зависимость при
0 |
90 |
135 |
180 |
225 |
270 |
354 |
||
I |
43.3 |
32.4 |
27 |
21.3 |
15.8 |
10.3 |
0 |
Таблица 5.8 Зависимость при
0 |
66 |
99 |
132 |
165 |
199 |
265 |
||
I |
32.5 |
24.4 |
20.4 |
16.4 |
12.3 |
8.2 |
0 |
Таблица 5.9 Зависимость при
0 |
25 |
50 |
75 |
100 |
125 |
177 |
||
I |
21.7 |
18.6 |
15.6 |
12.5 |
9.4 |
6.4 |
0 |
Таблица 5.10 Зависимость при
0 |
13 |
26 |
39 |
52 |
65 |
88 |
||
I |
10.8 |
9.24 |
7.6 |
6 |
4.4 |
2.88 |
0 |
Рисунок 5.2 Скоростные характеристики
Уравнение для механических и скоростных характеристик в относительных единицах имеет вид:
; (5.4)
где относительная скорость двигателя;
относительный ток якоря;
Графически механические характеристики системы ШИП - ДПТ представляют собой семейство прямых с постоянным углом наклона к оси абсцисс, пересекающих ось ординат при , где прямые 1, 2, 3, 4 и 5 соответствуют характеристикам при значениях скважностей 1, 0.8, 0.6, 0.4 и 0.2 соответственно.
Рисунок 5.3 Скоростные характеристики в относительных единица