- •Асинхронные электродвигатели с фазным ротором в системах электропривода.
- •Определение мощности и типа асинхронного электродвигателя с фазным ротором.
- •Проверка предварительно выбранного электродвигателя по нагреву.
- •Проверка предварительно выбранного двигателя на перегрузочную способность по моменту при снижении напряжения
- •Расчет теплового состояния ад
- •Расчет и построение механических характеристик асинхронного электродвигателя
- •Расчет сопротивлений секций пускового реостата
- •Расчет электрических потерь при пуске ад
- •«Асинхронные электродвигатели с фазным ротором в системах электропривода.»
- •0,5 Нагрузки:
- •Лабораторная работа
Проверка предварительно выбранного двигателя на перегрузочную способность по моменту при снижении напряжения
При пуске электродвигателя в заводских электрических сетях допускается снижение напряжения на 10 % по отношению к номинальному. Тогда максимальный пусковой момент электродвигателя можно определить по выражению
,
где – критический момент электродвигателя по каталогу, н.м.
Во время пуска, вследствие появления динамического момента ( ), на валу электродвигателя появляется увеличенный момент сопротивления. Для его продления должно соблюдаться условие
.
В данном задании динамический момент (с целью упрощения расчетов) не учитывается, тогда можно принять, что номинальный момент сопротивления равен номинальному моменту электродвигателя ( ), и проверить условие:
Номинальный момент электродвигателя можно определить по выражению:
,
,
где – номинальная мощность АД, кВт:
– номинальная скорость АД, рад/с;
– номинальная (каталожная) скорость АД, об/мин.
Условие выполняется, значит электродвигатель проходит на перегрузочную способность и не теряет работоспособность.
Для выбора типа и мощности электродвигателя следует построить нагрузочную диаграмму .
Расчет теплового состояния ад
Если представить асинхронный электродвигатель однородным телом (с допущением) с равномерно распределенными внутри его объема источниками тепла (потерями мощности), то процесс нагревания такого тела описывается уравнением
,
где – начальное превышение температуры, С0;
– установившееся превышение температуры, С0;
Тн – постоянная времени нагревания, мин.
Если принять установившееся превышение температуры в номинальном режиме равным допустимому для данного класса термостойкости изоляции, то для любого иного режима
,
где – потери мощности на -й ступени нагрузки, кВт;
– потери мощности в номинальном режиме, кВт;
– допустимое превышение температуры, = 80 °С.
С целью сокращения времени в данном задании допускается рассчитывать только обобщенную кривую нагревания по средним потерям мощности для нескольких значений времени t (мин),
,
где – средние потери мощности за технологический цикл работы АД, кВт.
Расчет и построение механических характеристик асинхронного электродвигателя
Механическими характеристиками асинхронного электродвигателя называют зависимости развиваемого момента на его валу от величины скольжения, т.е. .
Скольжение электродвигателя определяется по выражению
=4,5
где – угловая синхронная скорость вращения магнитного поля статора, рад/с;
– скорость вращения ротора рад/с.
Угловая синхронная скорость вращения магнитного поля статора определяется по следующему выражению
,
Текущее значение скорости вращения ротора определяется по выражению:
,
можно воспользоваться формулой Клосса для построения искусственной характеристики асинхронного двигателя:
,
где Мк – критический момент электродвигателя (он же Мmax при номинальных параметрах источника питания);
S – текущее значение скольжения, о.е;
Sк – критическое скольжение при Мк, о.е.
Критическое скольжение, соответствующее максимальному моменту, можно определить по выражению:
,
где характеризует перегрузочную способность АД по моменту.
Изменяя скольжение от S = 1 до S = 0 можно рассчитать зависимость М = f(S) для двигательного режима (квадрант I осей координат) и построить естественную механическую характеристику.
S |
1 |
0,8 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
0 |
M, Нм |
219,22 |
259,24 |
309,55 |
357,61 |
319,14 |
0 |
Величину добавочного сопротивления, которое необходимо включить в цепь ротора для достижения заданной скорости (заданного скольжения) вращения ротора, можно найти по выражению (2.25)
,
где Sн – скольжение электродвигателя при номинальной нагрузке;
Sи.н – скольжение электродвигателя на искусственной характеристике при номинальной нагрузке;
– активное сопротивление фазы ротора;
– напряжение и ток ротора по каталогу.