Расчет рабочих характеристик АД с контактными

Кольцами.

Рабочие характеристики АД представляют собой графически выраженные зависимости частоты вращения n₂, КПД η, полезного момента (момента на валу) М₂, коэффициента мощности cos φ₁ и тока статора I₁ от полезной мощности Р₂ при U₁ = const f₁ = const

в рабочем диапазоне его естественной характеристики n(М).

Расчет рабочих характеристик проведем в два этапа:

- на первом этапе определим параметры схемы замещения АД;

- на втором этапе проведем непосредственный расчет самих рабочих характеристик.

Первый этап.

Используя паспортные данные, рассчитаем элементы Г- образной схемы замещения АД (см. рис. 6.1.).

В исходных данных большинство величин приведены для номинального режима. Опираясь на него, проведем необходимые расчеты.

Рис. 6.1.

Используя схему замещения (рис. 6.1), можно получить следующее выражение для номинального момента

. Отсюда определяем .

Здесь и ,

, .

Пренебрегая потерями в стали магнитопровода (ΔP_СТ ≈ 0) можно записать

. Откуда определяем .

Здесь .

Для рассматриваемой Г- образной схемы замещения (см. рис. 6.1.) вычисляем _.

Так как , то .

Обычно для серийных машин .

Эти расчеты мы провели пренебрегая потерями в стали.

Теперь ориентировочно определим параметры ветви холостого хода

(R₀ ; X₀).

При холостом ходе АД M ≈ 0 и I₂ ≈ 0.

Ток I₁₀ в режиме холостого хода мал. Он составляет

I₁₀ ≈ (0.08 ÷ 0.12)∙I_1Н и cos φ₁₀ ≈ (0.10 ÷ 0.30).

Примем I₁₀ = 0.1∙ I_1Н и cosφ₁₀ = 0.2.

Используя принятые допущения, определяем параметры схемы замещения, соответствующие режиму холостого хода:

Z₀ = U_1Ф / I₁₀; R₀ = Z₀∙cosφ₁₀ ; X₀ = Z₀∙sinφ₁₀.

Рассмотрим второй этап – расчет рабочих характеристик, соответствующих работе АД на рабочем участке механической характеристики n(M).

Задаем ряд значений s от 0 до (s_КР / 2), (5-7 точек).

Для вычисления требуемых величин воспользуемся следующими формулами:

M = , ,

, , .

Расчет тока I₁ удобнее провести в комплексной форме

(см. рис. 6.1. и рис. 6.2.)

Рис. 6.2.

, ,

,

,

φ₁ = ψ_U1 - ψ_I1 = - ψ_I1 при ψ_U1 = 0.

Вычисляем cos φ_1.

Определяем полезную P₂ и потребляемую P₁ мощности и к.п.д.:

, φ₁, η = .

Результаты расчетов записываем в таблицу 6.1..

На общем графике в крупном масштабе показываем следующие расчетные зависимости s, n, M, I₁, P₁, cosφ₁, η = f(P₂).

При этом для каждой физической величины строим отдельную ось с соответствующей шкалой и единицами измерения. Шкала указывается начиная от нуля, равномерная, без разрывов, с выбранным шагом (шаг рекомендуется выбирать – 1, либо 2, либо 5, умноженные на 10ⁿ).

Таблица 6.1.

Примерный вид рабочих характеристик АД показан на рис. 6.3..

Рис. 6.3.

Контрольные вопросы.

1. Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым и фазным ротором.

2. Необходимые условия для создания вращающегося магнитного поля. Частота вращения магнитного поля в трехфазном асинхронном двигателе.

3. Принцип действия асинхронного двигателя.

4. Что такое скольжение и от чего оно зависит?

5. Э.д.с. статора и ротора. Закон электромагнитной индукции.

6. Как зависит ток в обмотке ротора от скольжения? Приведите формулу для I₂.

7. Как изменяется частота тока ротора асинхронного двигателя с изменением нагрузки на валу?

8. Схема замещения асинхронного двигателя. Чем обусловлены сопротивления, входящие в схему замещения асинхронного двигателя?

9. Потери активной мощности в асинхронном двигателе. Коэффициент полезного действия.

10. Электромагнитный момент асинхронного двигателя. Закон Ампера.

11. Как зависит электромагнитный момент асинхронного

двигателя от скольжения? Формула момента.

12. От чего зависит критическое скольжение двигателя?

13. Что характеризуют пусковой, максимальный и номинальный

моменты двигателя?

14. В чем состоят преимущества двигателя с фазным ротором по

сравнению с короткозамкнутым двигателем?

15. Способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с контактными кольцами. Укажите их преимущества и недостатки.

16. Чем определяется направление вращения асинхронного двигателя? Как осуществить реверс АД?

17. Основные способы электрического торможения АД. Укажите их преимущества и недостатки.

18. Как выглядит механическая и электромеханическая

характеристика двигателя? Покажите на них пусковой,

критический и номинальный моменты и соответствующие им токи.

19. Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором. Как влияет на пусковой момент активное сопротивление пускового реостата?

20. Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Объясните их вид.

Литература.

1. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. Учебник для вузов – М.: Энергоатомиздат, 1985.

2. Липатов Д.Н. Вопросы и задачи по электротехнике для программи-рованного обучения. Учебное пособие для студентов вузов. – М.:

Энергоатомиздат, 1984.

3. Соколов М.М., Липатов Д. Н. Электропривод и электроснабжение

промышленных предприятий.- М.: Энергия, 1965.

4. Электротехника и электроника. Учебник для вузов. / Под редакцией

В.Г.Герасимова. - М.: Энергоатомиздат, 1997.

5. Сборник задач по электротехнике и основам электроники.

/ Под редакцией В.Г. Герасимова.: Учебное пособие для вузов.- М.:

Высшая школа, 1987.

6. Справочник по электрическим машинам: В двух томах / Под

редакцией И.П. Копылова, Б.К. Клокова. - М.: Энергоатомиздат,

1988.

7. Токарев Б.Ф. Электрические машины: Учебное пособие для вузов.

- М.: Энергоатомиздат, 1990.

8. Копылов И.П. Электрические машины. Учебник для вузов.

- М.: Энергоатомиздат, 1986.

Образец титульного листа.

Московский государственный технический университет

имени Н. Э. Баумана

Кафедра электротехники и промышленной электроники

Домашнее задание № 3

по курсу «Электротехника и электроника» на тему:

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХФАЗНЫХ

АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

Вариант № 10

Выполнил: студент Иванов Б.В.

группа РК – 9,61

Проверил: доцент Волченсков В.И.

Дата сдачи работы на проверку _____

Москва, 2007

Date: 2016-07-22; view: 318; Нарушение авторских прав