Контрольные работы Приложение к ПМ 02. Пм 02. Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования
 Скачать 2.3 Mb.
|
При расчётах током возбуждения двигателя пренебречь.Определить:-КПД двигателя при номинальной нагрузке;-сопротивление пускового реостата R пуск, ограничивающего ток при пуске электродвигателя до значения I пуск=А*Iном,-добавочное сопротивление в цепи якоря Rдоб, при котором двигатель в режиме противовключения при моменте нагрузки, равном Mном, развивает частоту вращения nном.Рассчитать и построить в единой системе координат естественную и искусственную механические характеристики n(M) и зависимость тока от момента электродвигателя I(M) в пределах нагрузки от M=2M до M= -2Mном. для условий номинальной частоты вращения якоря при номинальном моменте и при ослаблении поля, когда n=1,3*nном. при номинальном моменте.Выбор варианта Номер варианта соответствует номеру студента в журнале группы. Контрольные задания по двигателям постоянного тока Таблица 2
Продолжение таблицы
Типовые задачи с решениями Задача 1. Понижающий трехфазный трансформатор типа ТМ-106 с номинальной мощностью S1 ном=10кВА и номинальными линейными напряжениями U1ном=6кВ и U2лном=230 В, при частоте f=50Гц имеет следующие данные: -мощность холостого хода P0=0,105 кВт, -мощность короткого замыкания Pк=0,335 кВт, -напряжение короткого замыкания Uк=5,5%. Обмотки трансформатора соединены по схеме “звезда”. Определить при номинальной нагрузке  :- токи I1ном в первичной и I ном во вторичной обмотках при cos φн=0,8, -реактивное  и активное ΔUa падения напряжения при коротком замыкании, -вторичное U2 напряжение при нагрузке, в 10 раз большей номинальной  ,  , -КПД  при номинальной нагрузке и  .-вторичное U2 напряжение при нагрузке, в 10 раз меньшей номинальной  , и том же коэффициенте мощности.Решение. Ток в первичной обмотке трансформатора в номинальном режиме:  Пренебрегая потерями мощности в трансформаторе и током холостого хода ток во вторичной обмотке:  Падение напряжения короткого замыкания: активное  ,индуктивное  .Процентное изменение напряжения при нагрузке, в 10 раз большей номинальной:  где  - коэффициент нагрузки трансформатора.Вторичное фазное падение напряжения при заданных условиях:  откуда U2ф=133-0,55*133=133-73=60 В, где U2фном – номинальное фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора:  КПД трансформатора для заданных условий при номинальной нагрузке:  КПД при нагрузке, в 10 раз меньшей номинальной : Вторичное линейное напряжение при десятикратной перегрузке:  .Задача 2. Электродвигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет номинальные: -полезную мощность на валу P2 ном=23 кВт, -питающее напряжение U ном=220В, -частоту вращения nном =600 об/мин, -ток, потребляемый из сети, Iном=120 A, -продолжительность включения ПВном=25%. Рассчитать и построить: -КПД двигателя при номинальной нагрузке, -естественную механическую характеристику n(M), -зависимость тока от момента электродвигателя I(M) в пределах нагрузки от M=2Mном до M ном , -определить сопротивление пускового реостата Rp, ограничивающего ток при пуске двигателя до значения 2Iном. , -рассчитать добавочное сопротивление Rд в цепи якоря в режиме противовключения при моменте нагрузки 2Mном , если двигатель развивает частоту вращения nном. Рассчитать и построить искусственную механическую характеристику двигателя параллельного возбуждения, если при номинальном моменте нагрузки на валу он должен развивать частоту вращения n=1,3 nном. Потерями энергии возбуждения электродвигателя пренебречь, сопротив-ления якоря принять равным Rя=0,05*Uном/Iном Ом. Предварительно определим некоторые дополнительные параметры. Мощность, потребляемая двигателем из сети в номинальном режиме P1 =IНОМ*UНОМ=120*220=26400 Вт=26,4 кВт. Сумма потерь мощности в номинальном режиме ΣP=P1-Pном=26,4-23=3,4 кВт. Сопротивление цепи якоря Rя=0,05* Uном/ Iном=0,05*230/120=0,096 Ом. Потери мощности в сопротивлении якоря при номинальном режиме: Pm=I2*R=1202*0.096=1382,4=1,38кВт. Потери мощности холостого хода P0=ΣP-Pm=3,4-1,38=2,02 кВт. КПД двигателя при номинальной нагрузке η =P2/P1=23/26,4=0,87. Естественная механическая характеристика строится на основе выражения ω =U/k*Φ-(Ra/(k2*Φ2))*M или n=n0-Δn . Значение Δn пропорционально величине момента в предположении независимости величины потока от нагрузки. Для номинального режима Δn=0.05. Отсюда n0=nном(1-0,05)=600/(1-0,05)=632 об/мин. Таким образом, требуемая зависимость строится по выражению: n=n0-Δн*М/Мн, где Δн- изменение частоты вращения при номинальном режиме; М- текущее значение момента вращения (отрицателен в генераторном режиме). Зависимость тока от момента строится с учетом изменения КПД при изменении момента. Задавшись током, определим потери мощности в якорной обмотке. Так для тока вблизи точи двойного номинального момента имеем I=2*I=2*120=240 A. Pm=I2*Ra=2402*0,096=5530 Вт=5,53 кВт. Сумма потерь в этом режиме равна сумме постоянных (P0) и переменных (Pm) ΣP=P0+Pm=2,02+5,53= 7,55 кВт. Полная подведенная мощность P1=U*I=220*240= 52800 Вт=52,8 кВт. Полезная мощность Р2=Р1- ΣP =52,8-7,55=45,25 кВт. Пренебрегая небольшой неточностью, считаем момент для пропорциональ-ного мощности изменения частоты вращения М=Мн*Р2/Р2н=Мн*45,25/26,4=Мн*1,71. Как видим, двукратное увеличение тока не привело к пропорциональному увеличению момента. Аналогично ведется расчет для других точек. Величина сопротивления пускового реостата для условия двойного номинального тока при пуске рассчитывается на основании уравнения напряжения двигателя U=Ea-Ia*(Ra+Rd) при условии, что противо-ЭДС двигателя при пуске равна нулю. Разрешив относительно Rd, получим Rd=U/(2*Iном)-Ra=220/(2*120)-0,096=0,82 Ом. Добавочное сопротивление в цепи якоря в режиме противовключения при двойном номинальном моменте нагрузки определим на основании преобразо-ванного уравнения механической характеристики. Для номинального режима можно записать nном.=n0-Ra*Mn /K, где k- постоянная, зависящая от конструкции машины и магнитного потока (по обозначениям механической характеристики k2*Φ2). Разрешив уравнение относительно k, получим: K=Ra*Mn/(n0-nном)=0,096*Mn/(632-600)=0.003*Mn. Для режима противовключения с номинальной частотой вращения и двойным моментом нагрузки условие равновесия системы запишется в следующем виде: -nном=n0-(Ra+Rp)*2*Mn/K= n0-(Ra+Rp)*2*Mn/(0.003*Mn)= n0-(Ra+Rp)*2/0.003 где Rp-добавочное сопротивление противовключения в цепи якоря. Разрешив уравнение относительно Rp, получим Rp=(nном+n0)/(2*0.003)-Ra=(600+632)/(2*0,003)-0,096=1,752 Ом. Этот режим может быть использован для экстренного электрического торможения при отказе других видов торможения. Проблема особенно актуальна для транспорта с электрической тягой. Контрольная работа № 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||