0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Формулы для расчета характеристик асинхронных двигателей

РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО КАТАЛОЖНЫМ ДАННЫМ

    Юрий Айдаров 6 лет назад Просмотров:

1 5 УДК РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО КАТАЛОЖНЫМ ДАННЫМ Фаттахов К.М. Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа Фаттахов Р.К., Уфимский государственный авиционный технический университет, г. Уфа Аннотация. Приведены выражения для определения сопротивлений схемы замещения и токов ротора и статора асинхронного двигателя с учетом насыщения магнитопровода и вытеснения тока. Рассмотрены основные допущения, позволяющие упростить построение пусковых характеристик. Приводится методика построения механической и токовой характеристик асинхронного двигателя. Ключевые слова: асинхронный двигатель, схема замещения, механическая характеристика, пусковые характеристики, частотный пуск Пусковые характеристики асинхронных двигателей (АД) широко используются для расчетов времени пуска, для исследования процессов самозапуска АД, а также для анализа частотного пуска и регулирования скорости вращения при частотно-регулируемом электроприводе. Однако, пусковые характеристики АД в справочных данных не приводятся. В практике проектирования для их построения выполняется трудоемкий электромагнитный расчет. Целью настоящей статьи является разработка удобного и достаточно точного метода расчета пусковых характеристик АД по паспортным и каталожным данным. Они являются исходными данными для расчета. В паспортных и каталожных данных АД указываются [1, ]: номинальная мощность Р н, номинальное напряжение U н, частота питающей сети f 1, номинальное частота вращения n н или номинальное скольжение s н, номинальный коэффициент полезного действия (КПД) η н, номинальный коэффициент мощности cosφ н, кратность максимального момента λ, кратность пускового момента M П * и кратность пускового тока I П *. Введем относительные величины M * =M / M н ; I * =I / I н ; I 1* = I 1 / I н. (1) К исходным данным относятся также параметры схемы замещения сопротивления R 1, R, X 1, X, коэффициент σ 1 (см. рис. 1а, б), номинальные токи I н и I н обмоток статора и ротора. Если эти величины неизвестны, то они могут быть определены по паспортным и каталожным данным по методу, изложенному в [3 5].

2 6 R 1 X 1 X R /s I 1 I 0 R 0 -I X 0 a) Z R I 1 R 1 X σ σ 1 X 1 X 1 σ 1 R 1 X 1 -I σ 1 R /s R 0 I 00 X 0 б) Рис. 1. Т-образная (а) и уточненная Г-образная (б) схемы замещения С учетом насыщения и вытеснения тока изменяются значения сопротивлений. Схемы замещения для этого случая изображены на рис.. I I 1 00 X ( Э X s) k x (s)x -I 1 R 00 R 1 R 1 R Э (s ) (s)r /s I I 1 00 X Э ( s) R 00 -I Z (s Э ) R (s Э ) X 0 X 0 0 a) Рис.. Полный вид (а) и компактный вид (б) Г-образной схемы замещения, с учетом насыщения и вытеснения тока Под пусковыми характеристиками АД понимают зависимость M = f (s) (механическую характеристику) и зависимость I 1* = f (s), которая в данной статье называется токовой характеристикой. Вид пусковых характеристик приведен на рис б)

3 7 M C E s Е A D s кр Рис. 3. Механическая и токовая характеристики Предлагаемый ниже метод расчета пусковых характеристик АД основан на следующих допущениях. Допущение 1. В интервале скольжений s кр s 1 механическая характеристика M = f (s) с учетом насыщения и вытеснения тока может быть рассчитана по формуле M * =I * (s) s н s. () При проектировании электрических машин [6, 7] эту формулу используют для расчета механической характеристики в интервале скольжений s A s 1, где s A =0,1. Допущение. Токовая характеристика I 1* = f (s) в интервале скольжений s кр s 1 может быть рассчитана по приближенному соотношению: I 1* I *, (3) k iн где коэффициент k iн определяется в номинальном режиме: B λ B A k iн = I н. I н Допущение 3. Коэффициенты учета насыщения и вытеснения тока (s) и k X (s) в интервале скольжений s кр s 1 могут быть представлены следующими функциями: (s)=1+b(s s кр ) ; k X (s)=k X (1)+c(1 s). (4) s кр = s н α λ α), (5) α=1+as н (1 λ). (6) C M П I П E F 0 1 s s Аsкр I 1 M

4 8 b= (1) 1 1 s кр. (7) c= k X (s кр ) k X (1) 1 s кр. (8) k X (1)= X Э(1) X 1. (9) X Формулы (5) и (6) взяты из [8]. В формулах (7) и (8) (1) M П * (k iн I П * ) s н. (10) k X (s кр )= X Э(s кр ) X 1. (11) X Из формул () и (3) следует, что при принятых допущениях для построения пусковых характеристик в интервале скольжений s кр s 1 необходимо найти значения тока I * и коэффициент (s). Коэффициент (s) определяется по первому выражению (4). При расчете тока I * могут возникнуть следующие случаи. Случай 1. Участок АВС механической характеристики М = f(s) (рис. 3) известен либо в отдельных своих точках, либо полностью. В этом случае токовая определяется по следующе- характеристика строится по формуле (3), где ток I * му выражению, полученному из формулы (): I * = M * (s) s. (1) н s Случай. Участок АВС механической характеристики неизвестен. В этом случае ток ротора определяется по схеме замещения, представленной на рис. б: I = (s). (13) Z Э Затем по второй формуле (1) определяется ток I * и далее по выражению (3) строится токовая характеристика. Механическая характеристика строится по выражения (). Порядок расчета и построения пусковых характеристик в интервале скольжений s кр s 1. Сначала по формулам (5) — (11) определяются коэффициенты s кр, а, b, с, (1), k X (1) и k X (s кр ). Затем по формулам (4) для ряда значений скольжений s определяются коэффициенты (s) и k X (s). Для тех же значений скольжений s определяются сопротивления R Э ( s), X Э ( s), Z Э ( s) в схеме замещения рис. :

5 9 R Э (s)=r 1 + (s) R s ; X Э ( s)= X 1 +k X (s) X Z Э (s)= R Э (s)+x Э ; (14) (s). Затем по второй формуле () определяется ток ротора I * подстановкой значений тока I *. После этого в формулу () и (3) вычисляются соответствующие точки характеристик M * = f (s) и I 1* = f (s). Порядок расчета и построения пусковых характеристик в интервале скольжений 0 s s кр. Это осуществляется в два этапа. На первом этапе пусковые характеристики M * = f (s) и I 1* = f (s) рассчитываются без учета влияния явлений насыщения и вытеснения тока по формулам, приведенным в табл. 1. Механическая характеристика АД без учета влияния явлений насыщения и вытеснения тока имеет вид кривой OEDF (рис. 3). Таблица 1. Формуляр расчета пусковых характеристик M * = f (s), I 1* = f (s) без учета влияния явлений насыщения и вытеснения тока п/п Расчетная величина Размерность 1 R =σ 1 R 1 +σ 1 R /s Ом X =σ 1 ( X 1 +σ 1 X ) Ом 3 Z = R + X Ом 4 I = /Z А 5 cosφ =R / Z 6 sinφ = X / Z Скольжение s s 1 s s 3 s Н s кр 1 7 I 1a =I 00 a + I cosφ А 8 I 1p =I 00 p +I sin <ϕ А 9 I 1 = I 1a +I 1 p А 10 P 1 =m 1 I 1 a Вт 11 P Э1 =m 1 R 1 I 1 Вт 1 P ЭМ = P 1 P Э1 P C Вт 13 M PЭМ ( π n 60) = Нм 14 M * =M / M н 15 I 1* = I 1 / I н 1

6 30 Второй этап расчета в случае 1 производится следующим образом. Сначала выделяется точка Е кривой OEDF и точка А кривой АВС. Затем эти точки соединяются (сопрягаются) между собой плавной кривой ЕА. На участке ОЕ механическая характеристика близка к прямолинейной. Поэтому точку Е следует выбирать так, чтобы этот участок был наиболее протяженным. Точки Е и А в настоящей статье названы точками сопряжения кривых OEDF и АВС. Этим точкам соответствуют скольжения s E и s A. На графике токовой характеристики I 1* = f (s) этим скольжениям соответствуют точки Е и А (рис. 3). При этом момент в точке Е определяется по формулам табл. 1 при s=s Е, а момент в точке А по формуле (), в которой следует положить M * =M *A, s=s A. Далее, точки Е и А (аналогично точкам Е и А) соединяются плавной кривой. В результате описанных построений получим полный вид механической и токовой характеристик. Выполнение второго этапа расчета в случае отличается только тем, что вместо координат точки А берутся координаты точки В максимального момента (см. рис. 3), а вместо точки А берется точка В. Таким образом, изложен метод расчета и построения пусковых характеристик АД по паспортным и каталожным данным. Метод является приближенным, но позволяет построить пусковые характеристики АД с достаточной для практики точностью без проведения электромагнитного расчета. При подготовке статьи использованы результаты исследований, выполненных при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ по комплексному проекту «Разработка и организация серийного производства мощных высоковольтных частотно-регулируемых приводов (ВЧРП)» (договор 13.G ). Литература 1. Электрические машины: справочник в -х т.; под ред. И.П.Копылова и Б.К. Клокова. М.: Энергоатомиздат; Т с.; Т с.. Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам. М.: Академия, с. 3. Фаттахов К.М., Фаттахов Р.К. Метод определения параметров схемы замещения асинхронной машины по паспортным и каталожным данным // Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий: сб. ст. / УГНТУ. Уфа, 011. С Фаттахов К.М., Фаттахов Р.К. Обоснование возможности использования метода определения параметров схемы замещения асинхронной машины по паспортным и каталожным данным // Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий: сб. ст. / УГНТУ. Уфа, 011. С

Читать еще:  Что за ролики в двигателе

7 31 5. Фаттахов К.М., Фаттахов Р.К. Расчет рабочих характеристик асинхронной машины по паспортным и каталожным данным // Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий: сб. ст. / УГНТУ. Уфа, 011. С Проектирование электрических машин; под ред. И.П. Копылова. М.: Высшая школа, с. 7. Проектирование электрических машин; под ред. П.С. Сергеева. М.: Энергия, с. 8. Фаттахов К.М. Формула Клосса, полученная с использованием уточненной Г-образной схемы замещения асинхронной машины // Электричество С

8 UDC CALCULATION AND CONSTRUCTION OF THE STARTING CHARACTERISTICS OF THE ASYNCHRONOUS MOTOR BY CATALOG DATA K.M. Fattakhov Ufa State Petroleum Technological University, Uifa, Russia R.K. Fattakhov Ufa State Aviation Technical University, Ufa, Russia Abstract. The article gives an expression for determining the resistance and the equivalent circuit of magnitude of the rotor and stator induction motor considering magnetic saturation and displacing of-current. The article considers the basic assumptions to simplify the construction of the starting characteristics. The methods for the construction of mechanical and current characteristics of an induction motor are provided. Keywords: induction motor equivalent circuit, speed-torque characteristic, starting characteristics References 1. Elektricheskie mashiny: spravochnik (Electrical machines: handbook). In volumes. Eds.: I.P. Kopylov, B.K. Klokov. Moscow, Energoatomizdat. Volume p.; Volume p.. Katsman M.M. Spravochnik po elektricheskim mashinam (Handbook of electric machines). Moscow, Academiya, p. 3. Fattakhov K.M., Fattakhov R.K. Metod opredeleniya parametrov skhemy zameshcheniya asinkhronnoi mashiny po pasportnym i katalozhnym dannym (The method of determining the parameters of the equivalent circuit of induction machine by specification and catalog details: sb. st.), Elektroprivod, elektrotekhnologii i elektrooborudovanie predpriyatii (Electric drives, electrical technology and electrical equipment of enterprises: a collection of articles), Ufa, UGNTU, 011. PP Fattakhov K.M., Fattakhov R.K. Obosnovanie vozmozhnosti ispolzovaniya metoda opredeleniya parametrov skhemy zameshcheniya asinkhronnoi mashiny po pasportnym i katalozhnym dannym (Justification of the possibility of using the method of parameters determination of the equivalent circuit for induction machine by passport and catalog details), Elektroprivod, elektrotekhnologii i elektroobo-rudovanie predpriyatii (Electric drives, electrical technology and electrical equipment of enterprises: a collection of articles), Ufa, UGNTU, 011. PP Fattakhov K.M., Fattakhov R.K. Raschet rabochikh kharakteristik asinkhronnoi mashiny po pasportnym i katalozhnym dannym (The calculation of performance curves of asynchronous machine by passport and catalog details). Elektro-

9 privod, elektrotekhnologii i elektroobo-rudovanie predpriyatii (Electric drives, electrical technology and electrical equipment of enterprises: a collection of articles), Ufa, UGNTU, 011. PP Proektirovanie elektricheskikh mashin (Design of electric machines). Ed.: I.P. Kopylov. Moscow, Vysshaya shkola, p. 7. Proektirovanie elektricheskikh mashin (Design of electric machines). Ed.: P.S. Sergeev. Moscow, Energiya, p. 8. Fattakhov K.M. Formula Klossa, poluchennaya s ispolzovaniem utochnennoi G-obraznoi skhemy zameshcheniya asinkhronnoi mashiny (The Kloss formula obtained using a refined L-shaped equivalent circuit of an asynchronous machine), Elektrichestvo — Electrical Technology Russia, 005, Issue 8, pp

ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ПАКЕТОВ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

УДК 621,313(035,5) Афоничев Евгений Викторович Крючков Александр Александрович Голосенко Сергей Викторович студенты группы ГЭ-2-07 Научный руководитель: Шевырёв Юрий Вадимович проф., д.т.н. Московский

Расчет характеристик асинхронного двигателя

Методические указания к выполнению практической работы по курсу

«Электромеханические системы» для студентов специальности 210100 всех форм обучения

редакционно-издательским советом

Балаковского института техники,

технологии и управления

ЭП с трехфазным асинхронным двигателем (АД) является самым Массовым видом привода в промышленности, коммунальном и сельском хозяйстве. Такое положение определяется простотой изготов­ления и эксплуатации АД, меньшими по сравнению с ДПТ массой, габаритными размерами и стоимостью, а также высокой надежно­стью в работе.

В основную общепромышленную серию 4А входят АД с мощно­стью от 0,06 до 400 кВт и высотами осей вращения от 50 до 355 мм, которые выпускаются самых различных модификаций и конструк­тивных исполнений: с повышенными пусковым моментом и сколь­жением; с фазным ротором; встраиваемые; малошумные; со встро­енной температурной защитой; с электромагнитным тормозом; с подшипниками скольжения; химостойкие. АД различаются также по климатическому исполнению и категории размещения. Для ком­плектации ЭП большой мощности выпускаются АД серий АН-2 (мощностью до 2000 кВт), АВ (мощностью до 8000 кВт), ДАЗО (мощ­ностью до 1250 кВт) и ряд других.

Для ЭП крановых механизмов производятся специализирован­ные АД серий MTF (с фазным ротором) и MTKF (с короткозамкнутым ротором), а для рабочих машин и механизмов металлур­гического производства — АД серий МТН (с фазным ротором) и МТКН (с короткозамкнутым ротором). В составе этих серий вы пускаются и многоскоростные АД. Двигатели указанных серий отличаются повышенной механической прочностью, большими пусковыми моментами при сравнительно небольших пусковых токах, хорошими динамическими показателями.

Цель работы: расчет асинхронного трехфазного двигателя, определение параметров двигателя и построение механической характеристики.

Основные теоретические сведения

Трехфазный АД имеет обмотку статора, подключаемую к трехфазной сети переменного тока с напряжением U1, и частотой f1, и обмотку ротора, которая может быть выполнена в двух вариантах. Первый вариант предусматривает выполнение обычной трехфазной обмотки из проводников с выводами на три контактных кольца Такая конструкция соответствует АД с фазным ротором (рис. 1, а).она позволяет включать в роторную цепь различные электротехнические элементы, например резисторы для регулирования скорости, тока и момента ЭП, и создавать специальные схемы включения АД.

Рисунок 1- АД с фазным ротором

Второй вариант это выполнение обмотки заливкой алюминия в пазы ротора, в результате чего образуется конструкция, известная под названием «беличья клетка». Схема АД с такой обмоткой, не имеющей выводов и получившей название короткозамкнутой, представлена на рис.1, б.

Для получения выражений электромеханической и механичес­кой характеристик АД используется его схема замещения, на кото­рой цепи статора и ротора представлены своими активными и ин­дуктивными сопротивлениями. Особенность схемы замещения АД состоит в том, что в ней ток, ЭДС и параметры цепи ротора пере­считаны (приведены) к цепи статора, что и позволяет изобразить эти две цепи на схеме соединенными электрически, хотя в действи­тельности связь между ними осуществляется через электромагнит­ное поле. Приведение осуществляется с помощью коэффициента трансформации АД по ЭДС:

где Е1 и Е фазные ЭДС статора и ротора при неподвижном рото­ре; Uф.ном— фазное номинальное напряжение сети. Расчетные формулы приведения имеют вид:

-где штрихом обозначены приведенные значения.

В теории электрических машин разработаны и применяются две основные схемы замещения АД — более точная Т-образная и упро­щенная П-образная. На рис.2 представлена П-образная схема за­мещения, которая в дальнейшем и используется при выводе фор­мул для характеристик АД.

Читать еще:  Что за двигатель змз 5311

Рисунок 2 — П-образная схема за­мещения.

На рис. 1 и 2 приняты следующие обозначения: U1, действующее значение линей­ного и комплексное фазного напряжения сети; — комплексные фазные токи статора, намагничивания и при­веденный ток ротора; х1, х’2 — индуктивные сопро­тивления от потоков рассеяния фазы обмотки статора и приведен­ное фазы ротора; индуктивное сопротивление контура на­магничивания; Rc, R , R1=Rc+ R активные фаз­ные сопротивления обмотки статора, добавочного резистора и суммарное сопротивление фазы статора; R р ,R , R 2 =R р + R активные приведенные к обмотке статора фазные сопротивления обмотки ро­тора, добавочного резистора и сум­марное сопротивление фазы ротора; s=-ω)/ ω — скольжение АД; ω= 2πƒ1 — угловая скорость магнитного поля АД (скорость идеального хо­лостого хода); ƒ1, — частота питающего на­пряжения; р — число пар полюсов АД.

Как видно из рис.2, ЭДС статора равна приведенной ЭДС ротора, а ток намагничивания Iт, определяющий маг­нитный поток АД, протекает под дей­ствием Uф по отдельной цепи, состоящем из сопротивлений контура намагничива­ния хm и Rm, и представляет собой век­торную сумму токов статора и приведен­ного роторного, т. е. .

Механическая характеристика АД. Потери мощности в цепи ро­тора, которые часто называют потерями скольжения, выраженные через механические координаты АД, представляют собой разность электромагнитной и полезной механической мощности, т. е.

(1)

Потери мощности в роторе, выраженные через электрические ве­личины, определяются как

(2)

Приравняв (1) и (2), получим

(3)

Подставим в (3) значение тока: (*), получим

(3.1)

Исследовав полученную зависимость M(s) на экстремум, т. е. взяв производную dM/ds и приравняв ее нулю, обнаружим наличие двух экстремальных точек момента и скольжения:

; (4)

; (5)

причем знак «плюс» здесь относится к области скольжения s > 0, а знак «минус» — к области s ω — генераторный режим при работе АД параллельно с сетью (рекуперативное торможение);

s > 1, ω 2 , то он составит (0,95) 2 = 0,90 от номинального. Следовательно, пусковой вращающий момент будет:

М5% = 0,90*Мп = 0,90*230,7 = 207,6 Н*м;

на 10%. При этом U = 0,9 Uн;

на 15%. В данном случае U = 0,85 Uн;

Отметим, что работа на сниженном на 15% напряжении сети допускается, например, у башенных кранов только для завершения рабочих операций и приведения рабочих органов в безопас­ное положение.

7. Находим, как влияет аналогичное снижение напряжения на пусковой ток двигателя Iп:

на 5%. Учитывая, что пусковой ток можно приближенно считать пропорциональным первой степени напряжения сети, получим:

Расчет основных параметров и характеристик трёхфазного асинхронного двигателя

Страницы работы

Содержание работы

1. Исходные данные

a) Паспортные номинальные данные двигателя:

При номин. нагрузке

б) При номинальной мощности равной 0,37 кВт номинальное напряжение составляет 220/380 В.

в) Относительное изменения момента сопротивления на валу двигателя и напряжения соответственно равны:

= 35 %

= 7,5 %

= 1,5 %

В этой работе нужно рассчитать параметры номинального режима, не указанные в паспортных данных, а также не номинальные режимы работы двигателя. В ней необходимо рассмотреть как увеличение, так и уменьшение указанных величин.

3. Теоретическое обоснование

Асинхронный двигатель — это двигатель переменного тока, состоящий из статора и ротора.

Статор представляет собой полый цилиндр, составленный из листов электротехнической стали: листы имеют форму колец со штампованными пазами. В находящихся на внутренней стороне цилиндра, укладывается статорная обмотка. Эта обмотка выполняется так, что при включении ее в сеть переменного тока в расточке статора образуется магнитное поле, вращающееся вокруг оси статора с постоянной скоростью.

Ротор машины имеет вид цилиндра, набранного из круглых листов стали. У поверхности ротора вдоль его образующихся расположены проводники, составляющие обмотку ротора. Обмотка ротора не связанна с внешней электрической сетью. Токи в ней возникают в результате того, что ротор при вращении отстает от вращающегося поля. Значение этих токов определяется скоростью вращения магнитного поля относительно ротора.

4. Расчет номинального режима

4.1. Определение частоты вращения магнитного поля n и числа пар полюсов p по номинальной частоте вращения вала двигателя nн.

Для формулы существует ряд значений частот вращения и соответствующее им количество пар полюсов.

В соответствии с номинальной частотой двигателя выбираем ближайшую большую, из ряда значений.

n = 3000 об/мин

По частоте определяем количество пар полюсов: p = 1.

4.2 Определение по паспортным данным Sн, f, Mн и P.

Скольжение Sн определяем по формуле:

Подставляя числа получаем:

Номинальную частоту в роторе определяем по формуле:

, где Гц – промышленная частота тока в сети.

Подставляя числа получаем Гц

Определим номинальный момент:

Подставляя числа получаем Mн = = 3,74 Н·м

Общую потребляемую мощность определим через КПД:

Вт.

4.3 Определение номинальных значений фазных Iф и линейных Iл токов, в двух случаях: при соединение фаз статора треугольником и звездой.

Фазный ток будем определять через фазную мощность равную:

Вт, тогда из формулы имеем А

P 3·380 U = 380 В, А

Δ 3·220 U = 220 В, А

4.4 Определение максимального Mmax и пускового Mп моментов.

Найдем моменты, исходя из паспортных данных ( и ).

Н·м Н·м

4.5 Определение Sn, nкр, Δn=nnкр и Δn/n

Определим критическое значение скольжения:

Подставим числа: , получим Sкр1 = 0,33 и Sкр2 = 0,02. Выбираем значение 0,33, т.к. при значении 0,02 слишком большая частота вращения вала.

подставим числа , получим S1 =1,37 и S2 = 0,08. Выбираем значение 0,08, т.к. при значении 1,37 момент становится отрицательным.

Определим критическое значение частоты вращения:

Подставим числа: об/мин, тогда об/мин

.

5, Расчет не номинальных режимов

5.1 Определение влияния изменения момента сопротивления на режим работы двигателя.

5.1.1 Проведение качественного анализа.

-Если первоначальный момент сопротивления будет больше электромагнитного, то нагрузка на валу возрастет, соответственно ротор будет затормаживаться. Снижение скорости повлечет за собой увеличение ЭДС и токов в обмотке ротора, что приведет к увеличению электромагнитного момента до его уравновешивания с моментом сопротивления.

В этом случае увеличится скольжение и полезная мощность, т.о. увеличение полезной мощности приведет к увеличению КПД при неизменной потребляемой мощности.

-Если же момент уменьшиться, то все процессы, описанные выше будут происходить наоборот. Скорость вращения ротора будет увеличиваться, будут уменьшаться скольжение и полезная мощность, что приведет к снижению КПД двигателя.

При увеличении или уменьшении момента сопротивления происходит переход к новым режимам работы двигателя, которые характеризуются соответствующими скоростями вращения ротора.

5.1.2 Определение S, n, P как в абсолютных, так и в относительных единицах.

Момент сопротивления изменился на 25 % относительно номинального момента это видно из соотношения приведенного в исходных данных

= 35 % Þ M = Mн ± 0,35Mн.

Знак обусловлен тем, что момент может, как увеличиваться, так и уменьшаться.

Соответственно момент равен: Н·м.

Характеристики асинхронного двигателя

Расчет исходных данных двигателя. Расчет и построение естественных механических характеристик асинхронного двигателя по формулам Клосса и Клосса-Чекунова. Искусственные характеристики двигателя при понижении напряжения и частоты тока питающей сети.

РубрикаФизика и энергетика
Видкурсовая работа
Языкрусский
Дата добавления30.04.2014
Размер файла264,0 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Характеристики асинхронного двигателя

Для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором рассчитать и построить механические характеристики:

Читать еще:  Характеристики двигатель умз 417800 технические характеристики

1. естественную по формуле Клосса;

2. естественную по формуле Клосса-Чекунова;

3. искусственную при понижении напряжения питающей сети до значения

4. искусственную при понижении частоты тока питающей сети до значения

5. искусственную при одновременном понижении напряжения и частоты тока питающей сети до значений и .

4. искусственную при понижении частоты тока питающей сети до значения

Каталожные (паспортные) данные асинхронного двигателя типа 4А180М8 ОМ2 такие (см. Приложение, таблица 1):

1. мощность = 15 кВт;

2. напряжение (линейное) = 380 В;

3. частота вращения = 735 об/мин;

4. номинальный ток = 32 А;

5. коэффициент мощности = 0,82;

6. кратность максимального момента 2;

7. кратность пускового момента = ;

8. кратность пускового тока = 6,5.

1. Расчет исходных данных двигателя

1. В условном обозначении типоразмера двигателя 4А180М8 ОМ2 число 8 — это число полюсов обмотки статора, т.е. 2р = 8, откуда число пар полюсов р = 4;

2. синхронная угловая скорость ротора

(радиан в секунду)

3. номинальная угловая скорость ротора

4. номинальное скольжение

5. критическое скольжение

6. критическая угловая скорость

7. номинальный момент двигателя (на валу)

8. максимальный момент двигателя

= 2*184,98 = 369,96 Нм

9. пусковой момент двигателя

10. пусковой ток двигателя

2. Расчет и построение естественной механической характеристики двигателя по формуле Клосса

В чистом виде уравнение электромеханической характеристики щ(М) неудобное для анализа, а тем более для расчета и построения её графика.

Поэтому на практике для построения механической характеристики двигателя используется довольно простая формула Клосса, представляющую собой зависимость электромагнитного момента от скольжения ротора, т.е. , а не щ(М):

Поскольку в теории электропривода механическая характеристика — зависимость угловой скорости от момента двигателя, т.е. , а формула Клосса — зависимость М(s), поступают так: задаются значениями скольжения от s = 0 (режим идеального холостого хода) до s = 1 (режим пуска) и подставляют эти значения одновременно в две формулы:

а) формулу Клосса, которая для данного случая имеет вид

б) формулу угловой скорости ротора, которая для данного случая имеет вид

В этом случае для каждого нового значения скольжения s рассчитываются два параметра: момент М и угловая скорость щ, представляющие собой координаты точек механической характеристики щ(М), что и требовалось найти.

Результаты расчета приведены в таблице 1.

Координаты точек механической характеристики асинхронного двигателя (формула Клосса)

График этой механической характеристики А1-В1-С1 обозначен на рис.1 цифрой «1».

Рис. 1. Механические характеристики асинхронного двигателя типа 4А200М6 ОМ2 естественные по формуле Клосса (1) и Клосса-Чекунова (2); искусственные при снижении напряжения (3), частоты тока (4) и одновременно напряжения и частоты тока (5)

На этой и остальных характеристиках буквенные обозначения соответствуют таким режимам:

точка А — пуск двигателя;

точка В — работа с критическими моментом и частотой вращения;

точка С — режим идеального холостого хода.

3. Расчет и построение естественной механической характеристики двигателя по формуле Клосса-Чекунова

Исходная формула Клосса позволяет с достаточной точностью построить механическую характеристику только на её рабочем участке, т.е. в пределах скольжения от до .

На участке при скольжении 0; (4.4).

Поэтому с точки зрения нагрева двигателя более опасны в рассматриваемых пределах отрицательные отклонения напряжения.

Снижение напряжения приводит также к заметному росту реактивной мощности, теряемой в реактивных сопротивлениях рассеяния линий, трансформаторов и АД.

Повышение напряжения на выводах двигателя приводит к увеличению потребляемой ими реактивной мощности. При этом удельное потребление реактивной мощности растет с уменьшением коэффициента загрузки двигателя. В среднем на каждый процент повышения напряжения потребляемая реактивная мощность увеличивается на 3 % и более (в основном за счет увеличения тока холостого хода двигателя), что в свою очередь приводит к увеличению потерь активной мощности в элементах электрической сети.

Рассмотрим случай, когда двигатель с постоянным моментом сопротивления на валу питается при номинальном напряжении от сети с частотой меньше номинальной. Уменьшение частоты вызовет увеличение магнитного потока и увеличение вращающего момента. Поскольку момент сопротивления остается постоянным, скольжение уменьшится так, чтобы сохранилось равновесие между вращающим моментом двигателя при пониженной частоте и моментом сопротивления. Вследствие увеличения потока уменьшится ток ротора, а ток холостого хода увеличится. Ток статора может увеличиться или уменьшиться, так же как для случая повышения напряжения. Таким образом, понижение частоты практически равнозначно увеличению напряжения.

Следовательно, если при понижении частоты соответственно уменьшить напряжение, то магнитный поток, а следовательно, и токи холостого хода, ротора и статора останутся такими же, как и при нормальной работе. При этом будет иметь место некоторое изменение потерь в стали, а следовательно, и активной составляющей тока холостого хода. Эти изменения практически не скажутся на токе статора. Однако существенным отличием от рассмотренных выше двух режимов будет значительное изменение угловой скорости ротора, практически пропорциональной частоте статора.

1.Чекунов К.А. Судовые электроприводы и электродвижение судов: Учебник. 4-е изд., перераб. и доп. — Л., Судостроение, 1986. — 352 с., ил. 214

2. Хализев Г.П. Электрический привод. М., «Высш. шк.», 1987. 256 с., ил.

3. Головин Ю.К. Судовые электрические приводы. М., Транспорт, 1991. — 376 с.

4. Васин В.М. Электрический привод. М., «Высш. шк.». — 1991. 231 с., ил.

5. Миронов В.В. Теория электропривода. Конспект лекций. — Херсон. Издательство ХГМИ, 2008. — 368 с., с ил.

6. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. “Выполнение электрических схем по ЕСКД”, М., Издательство стандартов, 1989 г.;

7. Правила классификации и постройки морских и речных судов (Правила Регистра), 2008 г.;

8. Правила технической эксплуатации морских и речных судов. Электрооборудование (Кодекс нормативных документов, раздел 3, КНДЗ 31.2.002.07-96).

9. Бабаев АМ., Ягодкин В.Я. Автоматизированные судовые электроприводы. М.: Транспорт, 1986. — 448 с.

10. Камнев В.Н. «Чтение схем и чертежей электроустановок», М., В.Ш., 1990 г.;

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Расчет параметров обмотки статора и ротора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Расчет механической характеристики асинхронного двигателя в двигательном режиме по приближенной формуле М. Клосса и в режиме динамического торможения.

курсовая работа [827,2 K], добавлен 23.11.2010

Параметры обмотки асинхронного двигателя. Построение двухслойной статорной обмотки с оптимально укороченным шагом. Построение рабочих характеристик. Механические характеристики асинхронного двигателя при неноминальных параметрах электрической сети.

курсовая работа [856,8 K], добавлен 14.12.2013

Определение тока холостого хода, сопротивлений статора и ротора асинхронного двигателя. Расчет и построение механических и электромеханических характеристик электропривода, обеспечивающего законы регулирования частоты и напряжения обмотки статора.

контрольная работа [263,5 K], добавлен 14.04.2015

Построения развернутой и радиальной схем обмоток статора, определение вектора тока короткого замыкания. Построение круговой диаграммы асинхронного двигателя. Аналитический расчет по схеме замещения. Построение рабочих характеристик асинхронного двигателя.

контрольная работа [921,2 K], добавлен 20.05.2014

Методы расчета мощности приводного двигателя лебедки и дополнительного сопротивления в цепи ротора. Использование формулы Клосса для определения механической характеристики асинхронного двигателя. Вычисление мощности двигателя центробежного вентилятора.

контрольная работа [248,8 K], добавлен 08.04.2012

Выбор основных размеров асинхронного двигателя. Определение размеров зубцовой зоны статора. Расчет ротора, магнитной цепи, параметров рабочего режима, рабочих потерь. Вычисление и построение пусковых характеристик. Тепловой расчет асинхронного двигателя.

курсовая работа [1,9 M], добавлен 27.09.2014

Расчет параметров схемы замещения асинхронного двигателя; мощности, потребляемой из сети. Построение механической и энергомеханической характеристик при номинальных напряжении и частоте. Графики переходных процессов при пуске асинхронного двигателя.

курсовая работа [997,1 K], добавлен 08.01.2014

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector