Задание на контрольную работу. I. Механика электропривода

• Название: Задание на контрольную работу. I. Механика электропривода
• Дата: 11.02.2022
• Размер: 1.34 Mb.
• Имя файла: privod_kontr_rab_1_9928851.doc
• Тип: Документы; #358027
• страница: 4 из 6

Расчет характеристик, параметров схемы включения и переходных процессов асинхронного двигателя.
Пример 9

Рассчитать по каталожным данным активные и индуктивные сопротивления фазных обмоток асинхронного двигателя с фазным ротором типа 4АК200М8У3.

Данные двигателя:

В, об/мин, кВт, , А, В, , , , , кг·м²

Номинальный ток статора − А
При расчетах схем включения необходимо знать величины активных и индуктивных сопротивлений фазных обмоток двигателя. В каталогах данные о сопротивлениях часто отсутствуют, приходится использовать приближенный расчет сопротивлений по каталожным данным.

Базовое сопротивление цепи ротора (при и ):

Ом

Активное сопротивление фазы ротора:

Ом

Коэффициент трансформации ЭДС двигателя:



Приведенное к цепи статора сопротивление ротора:

Ом

Активное сопротивление статора можно определить из формулы критического момента:

Ом

Можно принять , тогда Ом.

Индуктивное сопротивление короткого замыкания определим из выражения критического скольжения:

Ом

Ом

Индуктивное сопротивление контура намагничивания в номинальной точке (ток намагничивания А рассчитан в примере 11):

Ом

Результатами расчетов сопротивлений по каталожным данным нужно пользоваться очень осторожно и лишь для приближенных расчетов.

Пример 10.

Рассчитать естественную механическую характеристику асинхронного двигателя 4АК200М8У3 по каталожным данным (см. пример 9).
Самой точной механической характеристикой двигателя является каталожная. Ею можно пользоваться при выполнении расчетов графоаналитическими методами.

Для аналитических расчетов используют уравнение механической характеристики, полученное из Г-образной схемы замещения асинхронного двигателя, которое называют уточненной формулой Клосса:



где − критическое скольжение;

− отношение активных сопротивлений статора и ротора;

− максимальный (критический) момент.

При расчетах механической характеристики по каталожным данным, в которых приводится лишь момент , значения сопротивлений статора и ротора часто неизвестны. Для расчета критического скольжения используют точку номинального режима, подставляют в формулу Клосса номинальный момент , номинальное скольжение , каталожное значение критического момента , и решают уравнение относительно :



Для рассматриваемого двигателя ,



Из двух корней полученного квадратного уравнения выбираем больший из физических соображений.

Выражение естественной механической характеристики при



Дл проверки подставим , получили . Результат удовлетворительный.

Пример 11.

Рассчитать естественные электромеханические характеристики , асинхронного двигателя 4АК200М8 по каталожным данным (см. пример 9).
В каталогах приводится зависимость тока статора от скольжения , которой можно воспользоваться при графоаналитических способах расчета, что не всегда применимо.

Электромеханические характеристики можно рассчитывать, имея значения сопротивлений обмоток двигателя. Из возможных методов расчета электромеханических характеристик:

- по известным параметрам Г-образной схемы замещения;

- по формулам В.А. Шубенко;

- по Т-образной схеме замещения

только формулы профессора В.А. Шубенко позволяют выполнить расчет характеристик по каталожным данным. Однако следует иметь в виду, что в этих формулах принято допущение , и там, где влияние существенно, например, при частотном регулировании, они дают большую погрешность.

Электромеханические характеристики представлены профессором В.А. Шубенко в следующем виде:

− ток холостого хода (ток намагничивания)

;

− ток ротора

;

− ток статора



Ток холостого хода (ток намагничивания) рассматриваемого двигателя рассчитываем при полученном выше , номинальном скольжении , каталожном значении (тогда ) и номинальном токе статора А:

А.

Ток намагничивания составляет .

При расчете токов статора и ротора в формулы В.А. Шубенко подставляют значения моментов М и и скольжений и , соответствующих одной механической характеристике, т.е. при расчете естественной характеристики номинальному моменту соответствует , при расчете искусственной характеристики соответствует номинальное скольжение на искусственной характеристике .

Расчетные формулы естественных электромеханических характеристик для токов ротора и статора рассматриваемого двигателя имеют вид:

;



где

Н·м
Пример 12

Рассчитать величину добавочного сопротивления в цепи ротора асинхронного двигателя 4АК200М8У3 (см. пример 9), обеспечивающего работу двигателя в заданной точке:



Рассчитать и построить механические и электромеханические характеристики, проходящие через заданную точку. Определить режим работы и рассчитать КПД и в заданной точке.
Для решения поставленной задачи используем зависимость между сопротивлением цепи ротора и скольжением , справедливую при постоянстве момента двигателя:

.

Схема расчета:

− по заданной величине находим на естественной характеристике и определяем ;

− по заданной скорости рассчитываем (в о.е. )

− активное сопротивление обмотки ротора рассчитываем по каталожным данным;

− значение добавочного сопротивления рассчитываем по формуле:



Расчет для точки ,

Режим работы − двигательный.







Ом

Выражение механической характеристики, проходящей через заданную точку:



где



Выражения электромеханических характеристик, проходящих через заданную точку:





где

Значения токов в заданной точке при :

А

А

Коэффициент полезного действия двигателя в заданной точке:





В приведенном расчете не учтены механические потери мощности в двигателе, которые традиционно относят к потерям в механической части электропривода. Кроме того, не учтены потери мощности в контуре намагничивания, т.к. активным сопротивлением контура в расчетах обычно пренебрегают. Таким образом, затраченная мощность представляет собой активную мощность, потребляемую из сети.

Коэффициент мощности в заданной точке:



Приложение 1.
В вариантах заданий приняты условные обозначения технологических параметров рабочих органов:

− масса перемещаемого груза, т;

− скорость перемещения груза, м/с;

( ) − диаметр барабана (ходового винта), м;

( ) − масса барабана (ходового винта), кг;

− момент инерции барабана, кг·м²;

− диаметр подшипников барабана, м;

− коэффициент трения в подшипниках барабана;

, − передаточные числа шестеренных пар;

, − КПД передачи;

, , , − моменты инерции шестерен, кг·м²;

− момент инерции ротора двигателя, кг·м²;

− момент инерции тормозного шкива, кг·м²;

− угол нарезки резьбы, град.;

− угол трения в резьбе, град.;

− усилие передачи, кН.