Xreferat.com » Рефераты по физике » Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ


Расчетно-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. Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

2) Динамическое торможение асинхронного двигателя производиться по схеме соединения обмоток статора в звезду табл. Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

3) При расчете механической характеристики асинхронного двигателя в режиме динамического торможения принять Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

4) Момент сопротивления исполнительного механизма Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

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: n=f(M) или s=f(M).[4]


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Рис.1.Механическая характеристика АД


В 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.[4]

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

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 Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и линейному току Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором статора, номинальным значениям мощности Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, частоты вращения Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, коэффициента мощности Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, и КПД Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, числу пар полюсов Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, кратностям максимального Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и пускового тока Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором(приложение – таблица Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором)


1.2Исходные 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





Мmax Мп Iп сosнφ GD2 η
Синхронная частота вращения n0=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 nкр,sкр,Mmax (рис.1.) Значение критического скольжения sкр, при котором двигатель развивает максимальный (критический) момент Mmax определим по формуле.


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, (1.1)


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором - кратность критического (максимального) момента;

Номинальный момент асинхронного двигателя рассчитывается по выражению:


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором,


где Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором - номинальное значение мощности Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором,

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором - номинальное значение угловой скорости вращения Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором,


следовательно


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором,


следовательно


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


Величину Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, где Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомσ1 - коэффициент первичного рассеяния, принимают приближенно равной 1 для двигателей нормального исполнения.

Подставим полученные значения в формулу (1).


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором1,686


Поскольку Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором Принимаем Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

2) Ток намагничивания двигателя в номинальном режиме.


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (1.2)

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором - по условию sinІφ+cosІφ=1 отсюда sinІφ =1- cosІφ; sinφ =√1- cosІφ;

sinφ =√(1- 0,78І)=0,62578


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором(А)


3) Относительное значение номинального тока ротора.


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (1.3)


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором0,784703


отсюдаРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором- приведенное значение номинального тока ротора

4) Пусковой ток ротора.


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (1.4)


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором - кратность пускового тока двигателя. Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


5) Приведенное активное сопротивление ротора.


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, (1.5)


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором - приведенное значение номинального тока ротора из выражения (3).

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором - скорость вращения идеального холостого хода.

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором-число пар полюсов электродвигателя, отсюда Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором -частота питающего напряжения=50Гц


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


6) Полное сопротивление короткого замыкания.


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором,


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором - фазное напряжение асинхронного двигателя. (1.6)

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


7) Коэффициент мощности при пуске асинхронного двигателя.


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, (1.7)


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором - кратность пускового момента двигателя; Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором -номинальное значение КПД двигателя (по усл);


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором - отношение потерь в меди статора к суммарным потерям в номинальном режиме.


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором0,72


8) Коэффициент первичного рассеяния


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором1,069 (1.8)


9) Активное сопротивление обмотки статора

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (1.9)


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором- из пункта 5; Zк- из пункта 6; cosφ из пункта 7; Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором- из пункта 8. Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором1,943 (Ом)

10) Индуктивное сопротивление обмотки статора двигателя, определяемое по номинальному режиму.


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (1.10)


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором0,726 (Ом)


11) Индуктивное сопротивление двигателя, определяемое по пусковому режиму.


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (1.11)


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором отсюда Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


12) Приведенное индуктивное сопротивление обмотки ротора


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (1.12)

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

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<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


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, (2.1)


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомРасчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором0,11*6,839797 =0,752; Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


Задаемся текущими значениями скольжения в пределах Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Зададим для скольжения произвольный шаг, например: 0,037.

2) Текущее значение частоты вращения определяют по формуле:

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (2.2)


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором результат заносим в таблицу 1


Вычисления n 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

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором-текущее значение скольжения асинхронного двигателя. (2.3)


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


Расчет механических характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором


результат заносим в таблицу 1

Остальные результаты вычисления для другого S также заносим в таблицу

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: