Практикум по Электротехника и электроника. Задача расчет линейных электрических цепей постоянного тока

• Название: Задача расчет линейных электрических цепей постоянного тока
• Дата: 06.03.2022
• Размер: 4.06 Mb.
• Имя файла: Практикум по Электротехника и электроника.docx
• Тип: Задача; #384302
• страница: 14 из 15

9.2. Асинхронный двигатель с фазным ротором

Условие задачи.

Известны следующие технические данные асинхронного двигателя с фазным ротором, предназначенного для работы в сети с частотой f= 50 Гц (табл. 8.2):

- число фаз т = 3;

. - схема соединения фаз обмотки статора ∆/Y;

- число полюсов 2р ;

- номинальная мощность (полезная) P_2н;

- номинальное линейное напряжение обмотки статора U_лн(∆)/U_лн (Y)= 220/380 В (для всех вариантов задачи);

- номинальный к. п. д. η_н

- номинальный коэффициент мощности cosφ_H;

- номинальная частота вращения η_2н;

- кратность номинального момента К_м=М_тax/М_ном;

- активное сопротивление фазы обмотки статора R₁

- активное сопротивления фазы обмотки ротора R₂;

- схема соединения фаз обмотки ротора Y;

- линейная э. д. с. неподвижного ротора Е_2л

- индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки неподвижного ротора Х₂.

Последовательность решения.

1. Определить следующие значения, соответствующие номинальному режиму:

- номинальные полную S_Н, активную Р_1ни реактивную Q_1нмощности на зажимах обмотки статора асинхронного двигателя;

- номинальные фазные напряжение U_1н и ток I_1н статора;

- фазную э. д. с. неподвижного ротора Е₂;

- номинальное скольжение S_H;

- номинальный момент на валу М_2н,

2. Начертить электрические схемы замещения фазы обмотки вра­щающегося и неподвижного ротора и рассчитать:

а) для вращающегося ротора:

- частоту э. д. с. и тока ротора в номинальном режиме f_2н;

- номинальную фазную э. д. с. ротора Е_2Sниндуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора в номинальном режиме Х_2Sн;

Исходные данные к задаче 9.2

Таблица 9.2

№ вари-анта	Тип двигателя	2р	Р2Н, кВт	ηН, %	cosφН	n2Н, об/ мин	КМ	R1, Ом	E2Л, В	R2, Ом	X2, Ом
	4АК16034УЗ	4	11,0	86,5	0,86	1438	3,2	0,373	305	0,321	0,576
	4АК160М4УЗ	4	14,0	88,0	0,87	1448	3,5	0,255	300	0,207	0,385
	4АК180М4УЗ	4	18,5	89,5	0,88	1457	4,0	0,135	294	0,125	0,232
	4АК200М4УЗ	4	22,0	90,0	0,87	1467	4,0	0,124	338	0,107	0,309
	4АК2004УЗ	4	30,0	90,0	0,87	1462	4,0	0,099	349	0,0964	0,281
	4АК1606УЗ	6	7,7	88,5	0,77	951	3,5	0,664	300	0,518	0,906
	4АКГ60М6УЗ	6	10,0	84,5	0,76	959	3,8	0,401	310	0,358	0,800
	4АК180М6УЗ	6	13,0	86,0	0,86	957	4,0	0,267	324	0,317	0,608
	4АК200М6УЗ	6	18,5	88,5	0,81	971	3,5	0,168	360	0,190	0,387
	4АК2006УЗ	6	22,0	88,0	0,80	969	3,5	0,149	330	0,143	0,308
	4АК225М6УЗ	6	30,0	90,0	0,85	976	2,5	0,106	141	0,015	0,046
	4АК1608УЗ	8	5,5	80,0	0,70	706	2,5	0,887	301	0,861	1,605
	4АК160М8УЗ	8	7,1	82,0	0,70	712	3,0	0,622	290	0,537	1,413
	4АК180М8УЗ	8	11,0	85,5	0,72	718	3,5	0,333	267	0,253	0,684
	4АК200М8УЗ	8	15,0	86,0	0,73	719	3,0	0,233	356	0,322	0,625
	4АК2008УЗ	8	18,5	87,0	0,73	727	3,0	0,187	301	0,1405	0,366
	4АНК1604УЗ	4	14,0	85,0	0,85	1425	3,0	0,358	328	0,349	0,572
	4АНК160М4УЗ	4	17,0	87,5	0,87	1441	3,5	0,229	314	0,210	0,388
	4АНК1804УЗ	4	22,0	87,0	0,86	1423	3,2	0,163	299	0,190	0,315
	4АНК180М4УЗ	4	30,0	90,0	0,86	1450	3,2	0,097	291	0,088	0,164
	4АНК1806УЗ	6	13,0	83,5	0,81	940	3,0	0,363	204	0,173	0,240
	4АНК180М6УЗ	6	18,5	85,0	0,82	941	3,0	0,241	336	0,326	0,466
	4АНК200М6УЗ	6	22,0	89,0	0,81	967	3,0	0,1505	379	0,201	0,514
	4АНК1808УЗ	8	11,0	85,0	0,76	711	3,2	0,417	315	0,431	0,640

- номинальный фазный ток ротора I_2н;

- приведенный номинальный фазный ток I'_2н;, б) для неподвижного ротора:

- фазный ток ротора 1₂;

- приведенные значения R'₂, X'₂, Е'₂, I'₂.

Сравнить вычисленные значения фазного тока 1_2ни 1₂(или I'_2ни I'₂).

3. Рассчитать энергетические параметры асинхронного двигателя, ра­ботающего в номинальном режиме:

- номинальные электромагнитную мощность Р_эм.ни электромагнитный момент M_эм._н; '

- номинальную полную механическую мощность Р_мех.н,

- сумму потерь Σ∆P;

- построить энергетическую диаграмму преобразования активной энергии при работе двигателя в номинальном режиме.

4. Вычислить значение критического скольжения S_крпри работе асинхронного двигателя с закороченным ротором (без добавочного сопро­тивления в цепи ротора); определить параметры короткого замыкания R_Kи Х_касинхронного двигателя.

5. Начертить электрическую схему пуска асинхронного двигателя с фазным ротором.

6. В одной системе координат построить следующие механические характеристики п₂ =f(М_ЭМ).

- естественную при соединении обмотки статора в треугольник и подключении к сети с линейным напряжением 220 В и закороченной об­моткой ротора;

- искусственную при том же соединении обмотки статора и включе­нии в цепь ротора пускового реостата R_aсопротивление которого необхо­димо выбрать таким образом, чтобы начальный пусковой момент был равен максимальному (M_П=M_max). Рассчитать значение этого сопротивления.

Методические рекомендации.

К пункту 2. В связи с тем, что в асинхронном двигателе с фазным ротором число фаз обмотки статора всегда равно числу фаз обмотки ротора (m₁ = т₂), коэффициент приведения э. д. с. равен коэффициенту приведения токов (K_E= K_I). Коэффициент приведения э. д. с. можно определить из пас­портных данных

К_Е= К_об1W₁/K_об2W₂= U_1н/Е₂. (9.1)

К пункту 3. Добавочные потери в асинхронном двигателе могут быть определены по формуле

∆P_Д=0,005P_1н(I₁/I₂)². (9.2)

К пункту 4. Значение критического скольжения можно рассчитать по упрощенной формуле Клосса

M_эм/M_max=2/(S/S_кр+ S_кр/S)=1/K_M. (9.3)

При решении квадратного уравнения необходимо выбрать корень, удовлетворяющий условию S_кр > S_H.

Также значение критического скольжения можно рассчитать по фор­муле

(9.4)

Индуктивное сопротивление Х_кможно определить из

, (9.5)

где Ω₁=ω₁/р = 2πf₁/p- угловая скорость вращения магнитного поля в воз­душном зазоре.