![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором |
СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИРасчетно-графическая работа № 1 по дисциплине: «Основы электропривода» и «Автоматизированный электропривод» на тему: «Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором» Выполнил: студент гр.ЭСЭ 24-в Левицкий П.В. Проверил: доцент технич. наук Назаренко В.Н.Севастополь 2009 Тема: РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (АД) С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ Учебная цель: 1) Закрепить и углубить теоретические знания по определению свойств электродвигателей электроприводов по их механическим характеристикам. 2) Освоить методики расчета механических характеристик электроприводов в двигательном и тормозном режимах. Содержание работы: 1) Рассчитать параметры обмотки статора и ротора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. 2) Произвести расчет механической характеристики асинхронного двигателя в двигательном режиме по приближенной формуле М.Клосса. 3) Произвести расчет механической характеристики асинхронного двигателя в режиме динамического торможения. 4) Построить механические характеристики исполнительного механизма и асинхронного двигателя в двигательном и тормозном режимах. Примечание: 1) Технические данные двигателей нормального исполнения представлены в табл. и 2) Динамическое торможение асинхронного двигателя производиться по схеме соединения обмоток статора в звезду табл. 3) При расчете механической характеристики асинхронного двигателя в режиме динамического торможения принять 4) Момент сопротивления исполнительного механизма 1.1 Особенности расчета характеристик и определение параметров асинхронных короткозамкнутых двигателей по каталожным данным Параметры АД являются переменными, изменяющимися в зависимости от скольжения машины, что определяется насыщением зубцового слоя и вытеснением тока ротора. Изменение параметров АД значительно затрудняет расчет их механических характеристик. Механической характеристикой называется зависимость частоты вращения ротора двигателя или скольжения от момента, развиваемого двигателем при установившемся режиме работы: =f(M) или s=f(M). Рис.1.Механическая характеристика АДВ последующих расчетах характеристик АД в различных схемах включения основное внимание уделяется учету влияния изменения Rиндукт контура намагничивания, т.к. оно определяет точность расчетов. Характер изменения остальных параметров схемы замещения или не учитывается, или учитывается косвенно. Схема замещения АД представляет собой электрическую схему, в которой вторичная цепь (обмотка ротора) соединена с первичной цепью (обмотка статора) гальванически вместо магнитной связи, существующей в двигателе. Рис.2. Схема замещения АД В каталогах на двигатели параметры схем замещения не указываются, а приводимые данные относятся к номинальному режиму работы. И хотя каталожных данных в ряде случаев достаточно для расчета механических характеристик, эти расчеты не всегда точны. Ниже приводятся выражения, позволяющие рассчитывать параметры схем замещения АД, а также ряд других параметров по приводимым в каталогах данным: линейному напряжению и линейному току статора, номинальным значениям мощности , частоты вращения , коэффициента мощности , и КПД , числу пар полюсов , кратностям максимального и пускового тока (приложение – таблица ) 1.2
Исходные данные Технические данные односкоростных электродвигателей серии МАП нормального исполнения на 1000 об/мин. № п/п Тип Электро- двигателя Мощность, кВт Частота вращения, об/мин Номинальный ток при 380 В, А Момент, Н·м Пусковой ток при 380 В, А Коэффициент мощности Массогабаритные показатели, кг·м2 КПД, % максимальный пусковой Pн н Iн Мmax Мп Iп сosнφ GD2 &e a; Синхронная частота вращения 0=1000 об/мин 12 МАП 221-6 4,0 890 11,8 150 130 46 0,78 0,19 83 1.3 Расчеты параметров обмоток статора и ротора Критическое скольжение двигателя. Одной из важных точек механической характеристики, представляющей интерес при анализе работы и выборе АД, является точка, где момент, развиваемый двигателем, достигает наибольшего значения. Эта точка имеет координаты кр,sкр,Mmax (рис.1.) Значение критического скольжения sкр, при котором двигатель развивает максимальный (критический) момент Mmax определим по формуле. , (1.1) - кратность критического (максимального) момента; Номинальный момент асинхронного двигателя рассчитывается по выражению: , где - номинальное значение мощности , - номинальное значение угловой скорости вращения . , следовательно , следовательно Величину , где σ1 - коэффициент первичного рассеяния, принимают приближенно равной 1 для двигателей нормального исполнения. Подставим полученные значения в формулу (1). 1,686 Поскольку Принимаем 2) Ток намагничивания двигателя в номинальном режиме. (1.2) - по условию si Іφ cosІφ=1 отсюда si Іφ =1- cosІφ; si φ =√1- cosІφ; si φ =√(1- 0,78І)=0,62578 (А) 3) Относительное значение номинального тока ротора. (1.3) 0,784703 отсюда- приведенное значение номинального тока ротора 4) Пусковой ток ротора. (1.4) - кратность пускового тока двигателя. 5) Приведенное активное сопротивление ротора. , (1.5) - приведенное значение номинального тока ротора из выражения (3). - скорость вращения идеального холостого хода. -число пар полюсов электродвигателя, отсюда -частота питающего напряжения=50Гц 6) Полное сопротивление короткого замыкания. , - фазное напряжение асинхронного двигателя. (1.6) 7) Коэффициент мощности при пуске асинхронного двигателя. , (1.7) - кратность пускового момента двигателя; -номинальное значение КПД двигателя (по усл); - отношение потерь в меди статора к суммарным потерям в номинальном режиме. 0,72 8) Коэффициент первичного рассеяния . 1,069 (1.8) 9) Активное сопротивление обмотки статора (1.9) - из пункта 5; Zк- из пункта 6; cosφ из пункта 7; - из пункта 8. 1,943 (Ом) 10) Индуктивное сопротивление обмотки статора двигателя, определяемое по номинальному режиму. (1.10) 0,726 (Ом) 11) Индуктивное сопротивление двигателя, определяемое по пусковому режиму. (1.11) отсюда 12) Приведенное индуктивное сопротивление обмотки ротора (1.12) 2. Расчет механической характеристики асинхронного двигателя в двигательном режиме Особенностью работы АД в двигательном режиме является незначительное изменение скольжения двигателя на рабочей части его механической характеристики (s&l ;0,8sк). Это обстоятельство позволяет считать параметры АД неизменными и, как следствие, производить инженерные расчеты механической характеристики по упрощенным формулам.
При этом, активным сопротивлением обмотки статора пренебрегают. 1) Критическое скольжение двигателя , (2.1) 0,11 6,839797 =0,752; Задаемся текущими значениями скольжения в пределах Зададим для скольжения произвольный шаг, например: 0,037. 2) Текущее значение частоты вращения определяют по формуле: (2.2) результат заносим в таблицу 1 Вычисления при других s производим с помощью формулы в программе Excel. Остальные результаты вычисления также заносим в таблицу 1 3) Момент асинхронного двигателя по формуле М.Клосса , -текущее значение скольжения асинхронного двигателя. (2.3) результат заносим в таблицу 1 Остальные результаты вычисления для другого S также заносим в таблицу 1 4) Критическое значение частоты вращения определяем по формуле: (2.4) Таблица 1. Примечание: Характерными точками механической характеристики вне рабочей части ее являются точки с координатами , , , то есть точки с координатами , , . 3. Расчет механической характеристики асинхронного двигателя в режиме динамического торможения3.1 Принцип работы асинхронного двигателя в режиме динамического торможения. Схемы динамического торможенияТермин «динамическое торможение» определяет режим работы асинхронного двигателя, при котором в обмотку статора подается постоянный ток, а ротор вращается либо за счет энергии, поступающей со стороны вала от постороннего источника потенциальной энергии, либо за счет запаса кинетической энергии. Тормозной момент образуется в результате взаимодействия неподвижного потока статора с током, вызванным этим потоком во вращающемся роторе. Существующие схемы динамического торможения приведены в табл. Они могут быть разделены на две группы: 1) несимметричные, в которых токи, протекающие по обмоткам статора, не равны по величине или не одинаковы по направлению (схемы I-V и VIII табл. ); 2) симметричные, в которых токи, протекающие по обмоткам, равны по величине и одинаковы по направлению (схемы VI и VII табл. По принципу действия симметричные и несимметричные схемы различаются тем, что в несимметричных схемах тормозное поле создается, в основном, первой гармоникой суммарной МДС. В симметричных схемах основным тормозным полем является суммарное поле третьих гармоник. В табл. наряду с основными схемами подключения постоянного тока приведены значения сумм первых и третьих гармоник МДС. 3.2 Основные соотношения для расчета механических характеристик динамического торможения В основе расчетов характеристик динамического торможения лежит рассмотрение эквивалентного режима асинхронного двигателя. Для равенства эквивалентного двигательного и тормозного моментов должны быть равны МДС, создаваемые постоянным и эквивалентным переменными токами. Из этого условия определяются соотношения между эквивалентным и постоянным токами. Эти соотношения приведены в табл. 1) Момент асинхронного двигателя. ; -относительная скорость вращения АД.2) Приведенный ток ротора в соответствии со схемой замещения асинхронного двигателя. .3) Расчетное значение момента асинхронного двигателя. 3.3 Графоаналитический метод расчета механической характеристика динамического торможенияРасчет выполняется графоаналитическим методом в следующей последовательности: 1) Заполняем первый столбец таблицы 2.
Должен производиться на основе технико-экономического сопоставления различных вариантов применительно к конкретным задачам и условиям его назначения. При этом рекомендуется учитывать следующее: при ступенчатом или плавном регулировании без решения задач экономии электроэнергии скольжения электропривод с параметрическим регулированием может использоваться для улучшения условий пуска; электропривод, регулируемый напряжением, можно использовать для улучшения условий пуска и регулирования частоты вращения без решения задач экономии электроэнергии скольжения; каскадный электропривод может использоваться для регулирования частоты вращения с экономией энергии скольжения; частотно-регулируемый электропривод может использоваться для экономичного регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, а также синхронных двигателей (5.4.51). Вопрос. Какие специальные электродвигатели следует применять в электроприводах, содержащих автономные инверторы тока с принудительной коммутацией или автономные инверторы напряжения с широтно-импульсной модуляцией, при отсутствии в них мер по ограничению коммутационных перенапряжений и высоких значениях крутизны фронтов напряжения, прикладывающегося к обмотке статора? Ответ
1. Расчет адгезионных характеристик металлов в модели обобщенного потенциала Хейне-Абаренкова
2. Расчет частотных характеристик активного фильтра второго порядка на операционном усилителе
3. Расчет информационных характеристик источников сообщений, сигналов и каналов
5. Расчет мощности и выбор двигателя для механизма циклического действия
9. Расчет идеального цикла газотурбинного двигателя
11. Исследование электромеханических свойств и характеристик электропривода с асинхронным двигателем
13. Расчет и построение тягово-динамической характеристики тягача с гидромеханической трансмиссией
14. Расчет характеристик обнаружения при совместном когерентном и некогерентном накоплении
15. Расчет на ЭВМ характеристик выходных сигналов электрических цепей
16. Анализ и расчет характеристик среднеорбитальной системы типа: ГЛОНАС, NAV-STAR
17. Зброя масового ураження та коротка її характеристика
19. Расчет цифровых фильтров с бесконечными импульсными характеристиками
20. Расчет характеристик и переходных процессов в электрических цепях
21. Основные характеристики пусковых систем
25. Основные звездные характеристики. Рождение звезд
27. Биологическая характеристика возбудителей вирусных трансфузионных гепатитов
28. Характеристики ВМС Великобритании
30. Медико-тактическая характеристика зон радиоактивного заражения при авариях на АЭС
31. Экономико-географическая характеристика Юга США
32. Австралия - экономико-географическая характеристика
33. Общая характеристика степной зоны
34. Сравнительная характеристика хозяйства Волго-Вятского и Западно-Сибирского районов
36. Характеристика Дальневосточного экономического района
37. Экономико- и политико-географическая характеристика ФРГ
41. Экономико-географическая характеристика топливной промышленности Российской Федерации
42. Социалоно-экономическая характеристика Уральского экономического района
43. Экономико-географическая характеристика Германии
44. Экономико-географическая характеристика Германии
45. Экономико-географическая характеристика государства Ирландия
46. Комплексная экономико-географическая характеристика Мексики
47. Экономико-географическая характеристика Канады
48. Экономическая характеристика Таджикистана
49. Сравнительная характеристика Калининградской области и Приморского края
50. Характеристика природного комплекса Черного моря
52. Социально-экономическая характеристика Болгарии
53. Расчет показателей разработки элемента трехрядной системы
57. Аккредитивные формы расчетов
58. Сравнительная характеристика института брака по российскому и мусульманскому праву
59. Сравнение договоров подряда и купли - продажи, форма расчета-инкассо, типы ведения бизнеса
60. Формы денежных расчетов в коммерческой деятельности
61. Сравнительная характеристика средневековых государств
63. Конституция США: Общая Характеристика
64. Парламент Великобритании и его основные характеристики. Функции палат
65. Субъекты РФ: конституционная характеристика, типология и основы организации
66. Учет и анализ расчетов с персоналом по оплате труда в организации
67. Страховой рынок Украины и его характеристика
68. Характеристика правового статуса профсоюзов в сфере труда
73. Культурно-историческая характеристика Кишинёва
74. Характеристика Иудушки Головлева
75. Обломов и Штольц, сравнительная характеристика
76. Сравнительная характеристика Гринева и Швабрина (по повести А.С. Пушкина "Капитанская дочка")
77. Характеристика Эраста (Карамзин, повесть «Бедная Лиза»)
78. Речевая характеристика героев в драме Островского "Гроза"
79. Реферат перевода с английского языка из книги “A History of England” by Keith Feiling
80. Реферат по книге Фернана Броделя
81. Крейсер I-го ранга Цусимской кампании "Дмитрий Донской". История и технические характеристики
82. Россия 1917 - 1922гг. Распад цивилизованного конгломерата. Характеристики процесса
83. Адам Олеарий "О купеческих нравах"
84. Выдающиеся личности в истории вычислительной техники. Августа Ада Лавлейс
85. Сравнительная характеристика инструментов для web-дизайна
89. Типовые расчеты надежности систем на персональном компьютере
91. Создание проекта с использованием программы GeniDAQ и контроллеров серии АДАМ-4000
92. Общая характеристика MS-DOS
93. Программы для расчета на прочность совместимые с AutoCad
94. Установка и основные характеристики Linux
95. Сравнительная характеристика операционных систем семейства UNIX
96. Расчет дифференциального уравнения первого, второго и третьего порядка методом Эйлера
97. Методы расчета электрических полей
98. Морфофункциональная характеристика места перехода пищевода в желудок
99. Сравнительная характеристика аналептиков, психостимуляторов и антидепрессантов