Тема 12. Електричні машини змінного струму

Розрахункова робота №8 «Розрахунок параметрів трифазного електродвигуна»

Мета:систематизувати знання з теми «Електричні машини змінного струму», набути вмінь визначати основні параметри трифазного асинхронного двигуна.

Теоретичні відомості

Електричною машиною змінного струму називається пристрій, який споживає змінний струм або утворює змінну ЕРС.

Електричні машини класифікують за декількома ознаками:

І – за принципом дії (генератори – перетворюють механічну енергію на електричну і двигуни – перетворюють електричну енергію на механічну);

ІІ – за кількістю фаз (одно–; двох–; трифазні машини);

ІІІ – за співвідношенням частоти обертання ротора і магнітного поля статора (синхронні – частоти однакові, асинхронні – частота ротора менша за частоту магнітного поля статора).

Трифазні асинхронні двигуни використовують для приводу технологічного обладнання, наприклад, металообробних верстатів, деревообробних верстатів, підйомно-транспортних механізмів, насосів, компресорів та ін. Одно- і двохфазні електродвигуни використовують в системах автоматики, в побутових і медичних приладах, в приладах звукозапису, в електрифікованому інструменті.

В теперішній час промисловість випускає асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором серії 4А потужністю від 0,06 до 400 кВт (таблиця 9). Позначка типу електродвигуна розшифровується так: 4 – порядковий номер серії; А – асинхронний; X – алюмінієва оболонка і чавунні щити (відсутність літери X означає, що корпус повністю виконаний з чавуну); В – двигун вбудований в обладнання; Н – виконання захищене ІР23, для закритих двигунів виконання ІР44 позначка захисту не наводиться; Р – двигун з підвищеним пусковим моментом; C – сільськогосподарського призначення; цифра після літерної позначки показує висоту осі обертання в мм (100, 112 і т. д.); літери S, M, L – після цифр – установчі розміри по довжині корпуса (S-станина найкоротша, М – проміжна, L – найдовша); цифра після установчого розміру – число полюсів (2 – два, 4 – чотири і т.д.); літера У – кліматичне виконання (для помірного клімату); остання цифра – категорія розміщення: 1 –для роботи на відкритому повітрі, 3 для закритих приміщень без опалення.

В позначках типів двошвидкісних двигунів після установчого розміру вказують через дріб обидва числа полюсів, наприклад 4А160S4/2УЗ. Тут цифри 4 і 2 означають, що обмотки статора можуть переключатися так, що в двигуні утворяться 4 або 2 полюси.

Частота обертання магнітного потоку визначається за відомою формулою

,

де – частота струму

р – кількість пар полюсів, утворених обмоткою зі струмом.

Частота струму в роторі f₂ f₂ = f₁· s

Ковзання позначається S і визначається як відношення різниці частоти обертання магнітного поля статора n₁ і ротора n₂ до частоти обертання магнітного поля статора

Повна потужність електродвигуна визначається за формулою

,

Активна потужність

Момент на валу двигуна

ККД двигуна

Завдання І. Дати відповідь на питання свого варіанту.

Завдання ІІ. В таблиці 9 заданий тип трифазного асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором серії 4А. Номінальна напруга двигуна 380 В. Частота струму в електромережі f = 50 Гц. Розшифрувати умовну позначку двигуна. Використовуючи дані про двигуни цієї серії (див. таблицю 10), визначити: 1) номінальну потужність Р_НОМ2; 2) частоту обертання ротора n₂; 3) номінальне ковзання s_HOM; 4) номінальний струм Iном; 5) пусковий струм Іп; 6) потужність Р₁, що споживається з мережі; 7) сумарні втрати потужності в двигуні ΣР. Вихідні дані вибрати з таблиці 9 за варіантом, що відповідає номеру прізвища в навчальному журналі.

Таблиця 9 – Вихідні дані до розрахункової роботи № 8

Продовження таблиці 9

Таблица 10. Технічні дані деяких асинхронних двигунів з короткозамкненим

ротором серії 4А

Тип двигуна	Рном2, кВт	n2, об/хвил	cos φНОМ				ηНОМ
4А100S2УЗ			0,89	7,5	2,0	2,2	0,860
4А100L2УЗ	5,5		0,91	7,5	2,0	2,2	0,870

Продовження таблиці 10

Тип двигуна	Рном2, кВт	n2, об/хвил	cos φНОМ				ηНОМ
4А112М2СУЗ	7,5		0,88	7,5	2,0	2,2	0,870
4А132М2СУЗ			0,90	7,5	1,6	2,2	0,880
4А80А4УЗ	1,1		0,81	5,0	2,0	2,2	0,750
4А90L4УЗ	2,2		0,83	6,0	2,0	2,2	0,800
4А100S4УЗ	3,0		0,83	6,5	2,0	2,2	0,820
4А100L4УЗ	4,0		0,84	6,5	2,2	2,2	0,840
4А112М4СУ1	5,5		0,85	7,0	2,0	2,2	0,850
4А132М4СУ1			0,87	7,5	2,0	2,2	0,870
4АР160S4УЗ			0,83	7,5	2,0	2,2	0,865
4АР160М4УЗ	18,5		0,87	7,5	2,0	2,2	0,885
4АР180S4УЗ			0,87	7,5	2,0	2,2	0,890
4АР180М4УЗ			0,87	7,5	2,0	2,2	0,900
4А250S4УЗ			0,90	7,5	1,2	2,2	0,930
4А250М4УЗ			0,91	7,5	1,2	2,2	0,930
4АН250М4УЗ			0,89	6,5	1,2	2,2	0,935
4А100L6УЗ	2,2		0,73	5,5	2,0	2,0	0,810
4АР160S6УЗ			0,83	7,0	2,0	2,2	0,855
4АР160М6УЗ			0,83	7,0	2,0	2,2	0,875
4АР180М6УЗ	18,5		0,80	6,5	2,0	2,2	0,870
4А250S6УЗ			0,89	6,5	1,2	2,0	0,920
4А250М6УЗ			0,89	7,0	1,2	2,0	0,920
4АН250М6УЗ			0,87	7,5	1,2	2,5	0,930
4А100L8УЗ	1,5		0,65	6,5	1,6	1,7	0,740
4АР160S8УЗ	7,5		0,75	6,5	1,8	2,2	0,880
4А250S8УЗ			0,83	6,0	1,2	1,7	0,900
4А250М8УЗ			0,84	6,0	1,2	1,7	0,910
4АН250М8УЗ			0,82	6,0	1 2	2,0	0,920
4A160S4/2У3	11 / 14,5	1460/2940	0,85 / 0,95	7,5 / 7,5	1,5 / 1,2	2,1 / 2,0	0,85 / 0,83
4A180S4/2У3	18,5 / 21	1470/2920	0,90 / 0,92	6,5 / 6,5	1,3 / 1,1	1,8 / 1,8	0,883 /0,85
4А160М8/4УЗ	9 / 13	732/1460	0,69 / 0,92	5,5 / 7,0	1,5 / 1,2	2,0 / 2,0	0,79 /0,855
4А160S8/4УЗ	6 / 9	745/1460	0,69 / 0,92	5,0 / 7,0	1,5 / 1,2	2,0 / 2,0	0,765 /0,84

Приклад

Заданий тип трифазного асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором серії 4А - 4АР160S6УЗ. Номінальна напруга двигуна 380 В. Частота струму в електромережі f = 50 Гц. Розшифрувати його умовну позначку. Визначити:

1) номінальну потужність Р_НОМ2; 2) частоту обертання ротора n₂; 3) номінальне ковзання s_HOM; 4) номінальний струм Iном; 5) пусковий струм Іп; 6) потужність Р₁, що споживається з мережі; 7) сумарні втрати потужності в двигуні ΣР.

Рішення.

1. Умовне позначення електродвигуна 4АР160S6УЗ розшифровуємо так: електродвигун четвертої серії (число 4), асинхронний (літера А), корпус повністю виконаний з чавуну (відсутність літери X після літери А), з підвищеним ковзанням (літера Р), висота осі обертання 160 мм (число 160), установчі розміри по довжині корпуса – розмір станини найкоротший (літера S), шестиполюсний (число 6), для помірного клімату (літера У), третя категорія розміщення (число 3).

2. З таблиці 10 виписуємо номінальні дані електродигуна 4АР160S6УЗ: номінальна потужність Р_НОМ2 = 11 кВт; напруга U_НОМ = 380 В; частота обертання ротора n₂ = 975 об/хв; ККД η_ном = 0,855; коефіцієнт потужності cos φ₂ = 0,83; кратність пускового струму I_П / Іном = 7.

3. Потужність, що споживається електродвигуном з мережі

4. Номінальний та пусковий струми:

· І_ном = 7,0 · 23,6 = 165 А

5. Кількість пар полюсів магнітного поля р визначаємо за умовним позначенням типу електродвигуна. Для цього кількість полюсів магнітного поля ділимо на два. Отримуємо р=3. Синхронна частота обертання магнітного поля статора

,

6. Номінальне ковзання

7. Сумарні втрати потужності

САМОСТІЙНА РОБОТА №11

Поиск по сайту: