Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Дополнительное задание

Цель работы.

Закрепление теоретических знаний. Определение параметров асинхронного двигателя

 

Практическая часть

 

Задание для расчета

 

Асинхронный двигатель является простейшей из электрических машин. Принцип действия двигателя основан на использовании вращающегося магнитного поля и основных законов электротехники. Основные параметры двигателя можно рассчитать по известным исходным данным.

 

Таблица №1. Исходные данные.

 

Параметры Условное обозначение Единицы измерения № варианта
Напряжение питания U В 380/220
Номинальная мощность Pном кВт
Номинальная скорость вращения n2 об/мин
Коэффициент полезного действия η %
Коэффициент мощности cosφ 0,9
Кратность пускового момента kп.м. 1,3
Перегрузочная способность kmax 2,4
Кратность пускового тока kп.т. 6,5
Максимальная мощность Pmax кВт
Число пар полюсов

 

 

Методика расчета

 

Расчет параметров производится в следующей последовательности:

 

– определяют вращающий момент Mномна валу двигателя при номинальной нагрузке Pн:

Mном = 9,55 · Pном  
n2

 

Mном = 9,55 · = 215,49 [Нм]

 

– определяют максимальный момент Mmax по формуле:

Mmax = kmax · Mном 2.1

 

Mmax = 2,4 · 215,49 = 517,18 [Нм]

 

– определяют пусковой момент Mп по формуле:

Mп = kп · Mном 2.2

 

Mп = 1,3 · 215,49 ≈ 280,14 [Нм]

 

– определяют скорость вращения магнитного поля двигателя по формуле:

n1 = 60ƒ 2.3
p

 

n1 = 60 · 50 = 1000 [об/мин]

 

– определяют скольжение – S:

S = n1 – n2 2.4
n1

 

S = 1000 – 975 = 0,025 = 2,5%

 

– определяют скорость вращения n2max ротора при максимальной нагрузке:

n2max = 9,55 · Pmax 2.5
Mmax

 

n2max = 9,55 · ≈ 461,64 [об/мин]
517,18

 

– определяют скольжение при максимальной нагрузке:

Smax = n1 – n2max 2.6
n1

 

Smax = 1000 – 461,64 ≈ 0,54 ≈ 54%

 

– активная мощность при номинальной нагрузке:

P = Pном 2.7
η

 

P = ≈ 24444,44 [Вт]
0,9

 

– полная мощность при номинальной нагрузке:

S = P = Pном 2.8
cosφ η · cosφ

 

S = ≈ 27160,49 [ВА]
0,9 · 0,9

 

При включении двигателя в сеть с Uл = 220В, обмотки двигателя соединяются треугольником. При включении в сеть с Uл = 380Вобмотки соединяются звездой.

 

– номинальный ток для различных схем включения определяется:

Iном = P 2.9
√3 Uл · η · cosφ

 

Iном = 24444,44 ≈ 45,85 [А]
√3 · 380 · 0,9 · 0,9

 

Iном = 24444,44 ≈ 79,20 [А]
√3 · 220 · 0,9 · 0,9

 

 

– пусковой ток для различных схем включения определяют:

Iп = kп.т. · Iном 2.10

 

Iп = 6,5 · 45,85 ≈ 298,03 [А]

 

– полное сопротивление катушки по закону Ома:

Z = Uл · √3 2.11
Iном

 

Z = 220 · √3 ≈ 8,31 [Ом]
45,85

 

Z = 380 · √3 ≈ 8,31 [Ом]
79,20

 

Таблица №2. Расчетные параметры.

 

Название параметра Условное обозначение Результат вычисления Единица измерений
Номинальный момент Mном 215,49 Нм
Максимальный момент Mmax 517,18 Нм
Пусковой момент Mп 280,14 Нм
Скорость вращения магнитного поля n1 об/мин
Скольжение при номинальной нагрузке Sном 2,5 %
Скорость ротора n2max 461,64 об/мин
Скольжение при максимальной нагрузке Smax %
Скольжение с момента пуска Sп    
Активная мощность P 24444,44 Вт
Полная мощность S 27160,49 ВА
Номинальный ток при соединении треугольник «r» Iном 45,85 А
Пусковой ток при соединении треугольник «r» Iп 298,03 А
Номинальный ток при соединении звезда «Ү» Iном 79,20 А
Пусковой ток при соединении звезда «Ү» Iп 514,8 А
Полное сопротивление катушки Z 8,31 Ом

 

 

Дополнительное задание

1. Механическая характеристика асинхронного двигателя по полученным данным.

 

 

4. Контрольные вопросы

1. При увеличении скольжения S от 0 до 1 вращающий момент сначала увеличится, затем уменьшится. С увеличением нагрузки на валу двигателя тормозной момент становится больше вращающего, и скольжение увеличивается. Вследствие этого, возрастают индуктированные в роторной обмотке ЭДС и токи. Вращающий момент увеличивается и становится равным тормозному моменту. Вращающий момент может возрастать с увеличением скольжения до определенного максимального значения, после чего при дальнейшем увеличении тормозного момента вращающий момент резко уменьшается, и двигатель останавливается. Скольжение заторможенного двигателя равно единице.

 

 

2. Основными частями асинхронного двигателя являются: неподвижная часть – станина, магнитопровод, обмотка статора и вращающаяся часть – ротор.

 

 

3. При S = 0,01, Р = 1, ƒ = 50 Гц частота вращения ротора равна

 

n1 = 60ƒ = 60 · 50 = 3000
P

 

S = n1 – n2 => n1 – n2 = S · n1 => n2 = n1 – S · n1
n1

 

n2 = 3000 – 0,01 · 3000 = 2970 об/мин  
 

 

 

4. С увеличением нагрузки на валу двигателя тормозной момент становится больше вращающего, и скольжение увеличивается.

 

 

5. При S = 1 вращающий момент равен Mп, т.к. скорость вращения равна нулю (ротор неподвижен), ток имеет установившееся значение, к обмоткам электродвигателя подведено номинальное по частоте и напряжению питание, соединение обмоток соответствует номинальному режиму работы электродвигателя.

 

 

6. При уменьшении напряжения на двигателе в 2 раза вращающий момент уменьшился в 4 раза. Вращающий момент двигателя пропорционален квадрату приложенного напряжения, т.к. пропорциональны напряжению как магнитный поток, так и ток в роторе. Поэтому изменение напряжения в сети вызывает значительное изменение вращающего момента.

 

 

7. Определить КПД двигателя, если полная мощность S1 = 45кВА, коэффициент мощности cosφ = 0,89, суммарная мощность потерь ΣP = 4кВт.

 

S = P => P = S · cosφ = 45 · 0,89 ≈ 40 кВт
cosφ

 

P = Pном => η = Pном = 40 – 4 = 0,9
η P

 

 

8. Определить ЭДС одной фазы обмотки статора, если

n2 = 2880 об/мин, S = 4%, ω1 = 100, Ф = 0,01 Вб, k = 0,95, 2p = 4.

 

 

S = n1 – n2 => n1 – n2 = S · n1 => n1 – S · n1 = n2 =>
n1

 

n1 (1 – S) = n2 => n1 = n2 = = 3000 об/мин
1 – S 1 – 0,04

 

 

n1 = 60ƒ1 => ƒ1 = n1 · p = 3000 · 3 = 150
p

 

 

Е = 4,44 ƒ1 Ф = 4,44 · 150 · 0,01 ≈ 6,7 В  
 

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.