Курсовая рбота Дисциплина «Электрические машины». Задача Расчет магнитной цепи и параметров обмотки якоря машины постоянного тока. В задаче требуется

• Название: Задача Расчет магнитной цепи и параметров обмотки якоря машины постоянного тока. В задаче требуется
• Дата: 13.03.2021
• Размер: 315.5 Kb.
• Имя файла: Курсовая рбота Дисциплина «Электрические машины».doc
• Тип: Задача; #184394
• страница: 4 из 5

ЗАДАЧА № 3.
РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.
В задаче требуется:

1. Рассчитать и построить рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигателя (АД), т.е. зависимость скольжения s, тока статора I₁, коэффициента полезного действия ŋ и коэффициента мощности cos φ₁ от полезной мощности P₂ .

2. Рассчитать и построить механическую характеристику двигателя M₂ (s) и токовую характеристику I₁ (s), с учетом изменения параметров асинхронного двигателя X₁, X₂, r₂ при изменении скольжения от 0 до 1.
Исходные данные:

U_лн = 660 В;

P_2н = 4000 Вт;

n₁ = 750 об/мин.;

ŋ_н = 0,830;

cosφ_1н = 0,7;

r₁ = 0,064;

x₁ = 0,1;

r_м = 0,11;

x_м = 1,6;

r^’₂ = 0,052;

x^’₂ = 0,152;

r^’₂₁ = 0,058;

x_k1 = 0,160.
Для расчета характеристик рекомендуется использовать Т – образную схему замещения асинхронной машины.
Определим скольжение:

S_p = 1,2 ^.c²₁^. ŋ_н^.cosφ_1н^. (1 + 2 ^.r₁ ) ^.r^’₂ ,

Где с₁ = 1 + x₁ / x_м = 1+ 0,1/ 1,6 = 1,065

Отсюда S_p = 1,2 ^. 1,065^2. 0,830 ^. 0,7 ^. ( 1 + 2 ^. 0,64) ^. 0,052 = 0,0937

Напряжение в расчетах требуется фазное, и при соединении обмотки статора «звездой» оно определяется как: U_ф = U_лн / √3 = 660 / √3 = 381,05 В.

Базовое сопротивление служит для перевода сопротивлений из относительных единиц в именование единицы:

Z_Б = U_ф / I_1н ,

Где I_1н = P_2н / (3 ^.U_ф^. ŋ_н^.cos φ_1н ) = 4000 / (3 ^. 381,05^. 0,83 ^. 0,7) = 6,022

Z_Б =381,05/6,022=63,276

№	Расчетные формулы	Значение скольжения
		0,05.Sp	0,25.Sp	0,5.Sp	0,75.Sp	1.Sp
1	z’22 = (r’2 / S)2 + x2’2	169,023	4,938	1,257	0,503	0,331
2	z2M = rм2 + X2м	2,562	2,562	2,562	2,562	2,562
3	z222 = [(rм + (r’2 / s)]2 +(xм+x’2)2	174,941	8,508	4,56	3,793	3,511
4	r2м =[rм. z2’2 + (r’2/s) . z2м] / z222	0,296	0,733	0,654	0,514	0,415
5	x2м =(xм. z’22+x’2 . z2м) / z222	1,548	0,974	0,526	0,314	0,265
6	z2м=√r2м2 + x2м2	1,635	1,219	0,93	0,612	0,485
7	zдв=√(r1+r2м)2+(x1+x2м)2	1,686	1,33	1,109	0,749	0,682
8	I1=Uф/ (zдв. ZБ), А	3,571	4,527	5,43	8,04	8,829
9	I’2= I1 . z2м / z’2 , A	0,035	1,117	4,017	9,782	12,936
10	сos φ1=(r1 +r2м) / zдв	0,213	0,599	0,647	0,771	0,702
11	P1=3 . Uф. I1.cos φ1 , Вт	869,506	3099	4016	7086	7065
12	P2= 3 .I’22 . r’2 . Zб .(1-s ) . 0,99/s, Вт	0,289	50,886	3211,7	1238,530	15817
13	ŋ= P2/ P1	0,00034	0,016	0,799	0,174	2,238

Для одного значения скольжения S0,05^.S_p,

произведем расчет S= S_p =0,0937

1. 
   z^’2₂ = (0,052/0,004)² + 0,152² =169,023
   
2. 
   z_м² =0,052² + 1,6² =2,562
   
3. 
   z₂₂² = [ (0,11+ (0,052/0,004)]² + (1,6 +0,152)² =174,941
   
4. 
   r_2м = [0,11 ^. 169,023+(0,052/0,004)^. 2,562] /174,941= 0,296
   
5. 
   x_2м = (1,6^.169,023+0,152^.2,562) /174,941=1,548
   
6. 
   z_2м = √(0,296² +1,548)² =1,635
   
7. 
   z_дв =√ ((0,064+ 0,296)² + (0,1+ 1,548)²)=1,686
   
8. 
   I₁= 381,05/(1,686^. 63,276) =3,571
   
9. 
   I^’₂ =3,571^. 1,635/ 169,023=0,035
   
10. 
    сos φ₁ = (0,064+0,296)/ 1,686=0,213
    
11. 
    P₁ =3 ^. 381,05^.3,571^.0,213= 869,506Вт
    
12. 
    P₂ = 3 ^. 0,035^2. 0,052^. 63,276 ^. (1 – 0,004) ^. 0,99/ 0,004=0,289 Вт
    
13. 
    ŋ = 0,289 / 869,506=0,00034
    

1. 
   По полученным данным построим на одних осях рабочие характеристики двигателя, а именно, зависимость I₁,ŋ,cos φ₁,s в функции от P₂.
   

Из рабочих характеристик определим расчетные значения I_1H = 6,022A , ŋ_H = 0,830 , cos φ₁ = 0,7 , S_H = 0,0937, S_H = 9,37%

Рассчитаем номинальную частоту вращения ротора двигателя n_H =( 1 – S_H ) ^.n₁

n_H = ( 1 – 0,0937) ^. 750 = 679,7 об/ мин.

Рассчитаем номинальный момент двигателя в Нм по формуле:

М_2Н = 9,55 ^.P_2H / n_H ,

M_2H = 9,55 ^. 4000 / 679,7 =58,79 Hм

2. 
   Механическая характеристика М₂ (S) и токовая I₁ (S) асинхронного двигателя должны быть рассчитаны и построены при изменении скольжения от 0 до 1.
   

Для расчета момента в относительных единицах рекомендуется следующая упрощенная формула:

М₂^*≈ (1 – S_Н ) ^. r_2S` / ŋ<sub>H</sub><sup>.</sup> cos φ<sub>1</sub><sup>.</sup>S <sup>.</sup> [ ( r<sub>1</sub> + r`_2S / S )² + (x_1S + x`_2S )²] (17)

Здесь: S_H – номинальное скольжение;

r₁ , x₁– активное и индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора в относительных единицах; r`<sub>2S</sub>, x<sub>2S</sub>` - приведенные активное и индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора в относительных единицах. Индекс Sобозначает, что значение сопротивления зависит от скольжения. Сумму сопротивлений x_1S и x_2S обозначим x_kS .

При выводе формулы (17), в связи с малым влиянием, для упрощения принято ΔP_мех =0, с₁ = 1.

Момент на валу двигателя, в Нм, М₂ = М₂^*.М_2Н. Определим момент по формуле (17), при скольжениях, равных 0,2 ; 0,4; 0,6;0,8 и кроме того в трех характерных точках, а именно:

1. 
   в номинальном режиме при S = S_H = 0,0937, M₂ = M_2H= 58,79 Hм
   

или М₂^* = 1;

2. 
   в точке максимального момента при S = S_k, где
   

S_k= r₂` / √ r₁² + (