Главная страница
Навигация по странице:

  • 2.1 Однофазный трансформатор. Построение графиков нагрузки и потерь активной мощности по продолжительности работы 2.1.1 Исходные данные к задаче 2.1

  • 2.2 Выбор мощности двигателя и построение механической характеристики по данным каталога 2.2.1 Исходные данные к задаче 2.2

  • 2.2.2 Расчёт задачи 2.2

  • 2.2.3 Построение естественной механической характеристики

  • 2.2.4 Ответы на контрольные вопросы

    		•

    Иркутский национальный исследовательский технический


    Скачать 1.79 Mb.
    НазваниеИркутский национальный исследовательский технический
    Дата24.02.2022
    Размер1.79 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файла02_Reshenie_3803291_10088642.doc
    ТипКурсовая
    #372354
    страница2 из 3
    1   2   3

    2 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ЭЛЕКТРОПРИВОД
    2.1  Однофазный трансформатор. Построение графиков нагрузки и потерь активной мощности по продолжительности работы
    2.1.1  Исходные данные к задаче 2.1

    Производится почасовой контроль потребления полной мощности небольшого цеха. В цехе возможна установка одиночного цехового трансформатора. По заданному суточному графику нагрузки сделайте вывод о целесообразности использования трансформатора с номинальной мощностью Sн1 и Sн2.

    1. Определить потери активной мощности каждого трансформатора для заданного графика нагрузки.

    2. В одной системе координат построить суточные графики нагрузки и потерь активной мощности трансформаторов с Sн1 и Sн2.

    3. В одной системе координат построить графики нагрузки и потерь активной мощности по продолжительности работы для трансформаторов с Sн1 и Sн2.

    Паспортные данные трансформаторов.

    Трансформатор 1: ; ; ;

    Трансформатор 2: ; ; .

    Таблица 2.1.1

    Суточный график полной мощности цехового трансформатора , кВА

    Время, ч
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11



    15
    25
    29
    39
    57
    77
    82
    85
    80
    70
    51
    38


    Продолжение таблицы 2.1.1

    Время, ч
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23



    34
    33
    36
    45
    57
    64
    67
    69
    63
    70
    65
    53


    2.1.2 Расчёт задачи 2.1

    Решение

    Потери активной мощности однофазного трансформатора:

    ,

    где – соответственно потери активной мощности в стали и в обмотках, кВт;

    – соответственно потери активной мощности в режиме ХХ
    и КЗ при номинальной нагрузке, кВт;

    – коэффициент загрузки трансформатора, определяется по формуле:

    ,

    где – фактическая полная мощность трансформатора, кВА;
    – номинальная полная мощность трансформатора, кВА.

    Рассчитаем потери активной мощности для силовых трансформаторов в отдельности, в течении суток, для каждого часа. Полученные данные
    сведем в таблицу 2.1.2.

    Графики по продолжительности работы строятся по данным, рассчитанным в таблице 2.1.2 только порядок построения точек меняется от наибольшего значения рассматриваемой величины к наименьшему.
    Таблица 2.1.2

    Расчёт потерь активной мощности в трансформаторах.


















    0
    15
    0,29
    0,09
    0,38
    0,375
    0,06
    0,43

    1
    25
    0,26
    0,55
    0,16
    0,54

    2
    29
    0,35
    0,64
    0,22
    0,59

    3
    39
    0,63
    0,92
    0,40
    0,77

    4
    57
    1,35
    1,64
    0,84
    1,22

    5
    77
    2,46
    2,75
    1,54
    1,92

    6
    82
    2,80
    3,09
    1,75
    2,12

    7
    85
    3,00
    3,29
    1,88
    2,25

    8
    80
    2,66
    2,95
    1,66
    2,04

    9
    70
    2,04
    2,33
    1,27
    1,65

    10
    51
    1,08
    1,37
    0,68
    1,05

    11
    38
    0,60
    0,89
    0,38
    0,75

    12
    34
    0,48
    0,77
    0,30
    0,68

    13
    33
    0,45
    0,74
    0,28
    0,66

    14
    36
    0,54
    0,83
    0,34
    0,71

    15
    45
    0,84
    1,13
    0,53
    0,90

    16
    57
    1,35
    1,64
    0,84
    1,22

    17
    64
    1,70
    1,99
    1,06
    1,44

    18
    67
    1,87
    2,16
    1,17
    1,54

    19
    69
    1,98
    2,27
    1,24
    1,61

    20
    63
    1,65
    1,94
    1,03
    1,41

    21
    70
    2,04
    2,33
    1,27
    1,65

    22
    65
    1,76
    2,05
    1,10
    1,47

    23
    53
    1,17
    1,46
    0,73
    1,11







    Рисунок 2.1.1 – Суточный график нагрузок и потерь активной мощности трансформаторов с Sн1=63 кВА и Sн2=100 кВА






    Рисунок 2.1.2 – График нагрузок и потерь активной мощности

    трансформаторов с Sн1=63 кВА и Sн2=100 кВА

    по продолжительности работы



    Вывод: анализируя графики по продолжительности работы можно сделать вывод, что в данном случае целесообразнее использование транс-форматора с , так как при использовании данного трансфор-матора потери активной мощности будут меньше, чем у трансформатора с . Это будет проявляться на протяжении 22 часов.


    2.2  Выбор мощности двигателя и построение механической характеристики по данным каталога
    2.2.1  Исходные данные к задаче 2.2

    Определить мощность, необходимую для привода механизма, режим
    работы которого задан нагрузочной диаграммой (см. табл. 2.2.1). Выбрать двигатель по каталогу, расшифровать структуру обозначения его типа, построить естественную механическую характеристику, рассчитав данные по табл. 2.2.2, и ответить на контрольные вопросы для своего варианта.

    По технологическим условиям следует использовать асинхронный короткозамкнутый двигатель.
    Таблица 2.2.1.


    2.2.2 Расчёт задачи 2.2

    Решение
    По приведенной таблице составим нагрузочную диаграмму (рис. 2.2.1).

    Рисунок 2.2.1 – Нагрузочная диаграмма


    По графику нагрузки видно, что двигатель работает в длительном режиме с переменной нагрузкой. При определении мощности электродвигателя для длительной работы с переменной нагрузкой воспользуемся методом эквивалентного момента по формуле:

    .
    .
    Тогда эквивалентная мощность электродвигателя

    .

    Выбираем по каталогу двигатель (табл. П2) 5АН200L2 с номинальными параметрами:













    .


    Проверяем выбранный двигатель на перегрузочную способность. При проверке на перегрузочную способность должно выполняться условие:

    ,

    где – критический (максимальный) момент двигателя;

    – максимальный статический момент по нагрузочной диаграмме;

    0,85 – коэффициент, учитывающий возможное снижение напряжения.

    Определяем номинальный момент двигателя:



    Критический момент определяем из выражения:

    ;

    .

    Максимальный статический момент по нагрузочной диаграмме (см. рис. 2.2.1), проверяем на перегрузочную способность:

    .

    Условие выполняется, двигатель по перегрузочной способности подходит.

    При проверке по пусковому моменту должно выполняться условие:

    , где – пусковой статический момент по нагрузочной диаграмме. .

    Пусковой момент двигателя определим из выражения:

    ;

    .

    Условие выполняется, так как двигатель запустится.

    Расшифровка структуры обозначения: 5АН200L2 – двигатель асинхронный серии 5АН (изготавливается по российскому ГОСТ, электродвигатель асинхронный трехфазный защищенного исполнения (степень защиты IP23) с коротко замкнутым ротором), 200 – габарит/высота оси вращения/высота до центра вала (200 мм), L – установочный размер по длине станины L , 2 – количество полюсов.
    2.2.3 Построение естественной механической характеристики

    Механической характеристикой двига­теля называют зависимость частоты вращения ротора от момента на валу, то есть .

    Для построения естественной механической характеристики выбранного двигателя, используется приближенное уравнение механической характеристики (формула Клосса):

    ,

    где – критический (максимальный) момент двигателя;

    – критическое скольжение, соответствующее критическому моменту;

    – скольжение в произвольном режиме.
    Определим по номинальной частоте вращения двигателя синхронную частоту вращения (частоту вращения магнитного поля) как ближайшую большую из ряда стандартных частот 3000, 1500, 1000, 750 и 600 об/мин и номинальное скольжение:



    Найдем величину критического скольжения:

    .

    Частота вращения двигателя для разных режимов:

    .
    При расчете характеристики учитываем, что для короткозамкнутых двигателей участок характеристики не подчиняется формуле Клосса, так как сопротивление ротора при больших скольжениях заметно изменяется. Поэтому пусковой момент определим по кратности пускового момента . Так как на рабочем участке механическая характеристика асинхронного двигателя близка к прямой линии, то для ее построения рассчитаем частоты вращения и моменты для следующих режимов:

    1) режим идеального холостого хода ;

    2) номинальный режим ;

    3) критический режим ;

    4) режим пуска .

    Данные расчетов заносим в таблицу 2.2.2.

    Таблица 2.2.2.

    Данные для построения механической характеристики

    Режим






    Идеальный холостой ход
    0
    3000
    0

    Номинальный

    0,025
    2925
    244,87

    Критический
    0,125
    2625
    636,67

    Пусковой
    1
    0
    514,23


    По полученным данным строим график естественной механической характеристики .

    Рисунок 2.2.2 – Естественная механическая характеристика


    2.2.4 Ответы на контрольные вопросы
    1   2   3

    написать администратору сайта