График естественной механической характеристики асинхронного двигателя

Расчет и построение естественных электромеханической и механической характеристик двигателя с последовательным возбуждением , страница 3

Данные двигателя: U_1н = 380/220; P_н = 11 кВт; n_н = 953 об/мин; R₁ = 0.415 Ом;
x₁ = 0.465 Ом; R₂ = 0.132 Ом; x₂ = 0.27 Ом; Е_2н = 200 В; I_2н = 35.4 А; .

Решение

Расчет механических характеристик асинхронного двигателя будем вести по уточненной формуле Клосса:

где М_к — критический момент; S_k — критическое скольжение; _.

Коэффициент приведения сопротивлений:

.

Приведенные значения сопротивлений ротора:

Индуктивное сопротивление короткого замыкания:

Ом.

Критический момент двигателя при номинальном значении питающего напряжения:

, где — скорость идеального холостого хода.

Критическое скольжение на естественной характеристике:

Уравнение естественной механической характеристики:

С помощью данного уравнения рассчитана естественная механическая характеристика асинхронного двигателя (рис. 9.23, кривая 1). Для построения реостатной механической характеристики при R_2доб = 0.3 R_2Н определим суммарное приведенное сопротивление роторной цепи:

, где Ом — величина дополнительного сопротивления, вводимого в цепь ротора.

Критическое скольжение на реостатной характеристике:

.

Уравнение реостатной характеристики:

.

Соответствующая этому уравнению реостатная механическая характеристика иимеет вид (рис. 9.23, кривая 2).

Для построения механической характеристики при U₁ = 0.7 U_1Н = 0.7 × 220 = 154 В определим критический момент:

.

Уравнение искусственной механической характеристики при U₁ = 154 В имеет вид:

.

Соответствующая механическая характеристика имеет вид (рис. 9.23, кривая 3).

Пример 17

Для двигателя, рассмотренного в примере 16, рассчитать сопротивления пускового реостата при нормальном режиме пуска в три ступени и при М_С = М_Н, пользуясь аналитическим методом.

Решение

Так как режим пуска нормальный, то переключающий момент (М₂) должен превышать статический на (10 — 20)%.

Принимаем М_2* = 1.2. Отношение максимального момента при пуске (М₁) к моменту переключения М₂ находим по формуле /2/:

.

Осуществляем проверку на максимальный (пиковый) момент, который должен быть меньше критического:

Сопротивление ступеней пускового реостата при включении их в одинарную звезду:

Пример 18

Для двигателя, рассмотренного в примере 16, рассчитать сопротивления пускового реостата при нормальном режиме пуска в три ступени и при М_С = М_Н, пользуясь приближенным графическим методом.

Решение

При расчете пусковых сопротивлений приближенным графическим методом исходят из прямолинейности механической характеристики, и расчет ведется, как для двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.

На рис. 9.24 построены пусковые характеристики двигателя для указанных условий пуска.

Максимальный момент при пуске:

По графику рис. 9.24 определяем сопротивления ступеней пускового реостата:

Сравнивая результаты расчетов сопротивлений в примерах 17 и 18, видим, что расхождение составляет не более 5 %. Поэтому при практических расчетах можно пользоваться любым из рассмотренных методов.

Пример 19

Для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором рассчитать и построить естественную и искусственные механические характеристики для двух значений частот тока статора f₁ = 35 Гц и f₂ = 20 Гц, при регулировании напряжения на статоре по пропорциональному закону: U/f = const.

Данные двигателя: P_Н = 22 кВт; U_1Н = 380/220 В; n_Н = 727 об/мин; R₁ = 0.18 Ом;
X₁ = 0.624 Ом; R`<sub>2</sub> = 0.153 Ом; X`₂ = 0.485 Ом.

Решение

Расчет механических характеристик будем вести согласно методике, приведенной в /2, 11/. При пропорциональном законе частотного регулирования U/f = const электромагнитный момент двигателя определяется по формуле:

где m — число фаз статора; U_1Н — фазное номинальное напряжение статора при частоте 50 Гц; f_* = f/f_Н — относительная частота; С_f — коэффициент зависящий от частоты f_*.

Теория электропривода

Частотно регулируемый электропривод

Производим и продаем частотные преобразователи: Цены на преобразователи частоты(21.01.16г.): Частотники одна фаза в три: Модель Мощность Цена CFM110 0.25кВт 2300грн CFM110 0.37кВт 2400грн CFM110 0.55кВт 2500грн CFM210 1,0 кВт 3200грн …

Переходные процессы при пуске и торможении электропривода с короткозамкнутым Асинхронным двигателем (АД)

В большинстве случаев к. з. АД питается от сети с U1=const и f1=const. Поэтому нелинейность их механических характеристик проявляется полностью как в режимах пуска, так и торможения. Магнитный поток в …

Переходный процесс электропривода с двигателем независимого возбуждения при из­менении магнитного потока

Обычно ДНВ работает при Ф=Фн если U=const или U=var. Необходимость ослабления по­тока возникает когда требуется получить скорость, превышающую основную (согласно тре­бованиям технологического процесса ). Если бы поток изменялся мгновенно, то …

Характеристики асинхронного двигателя

• 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:

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