Динамическое торможение
, (4.8)
Торможение противовключением
, (4.9)
, (4.10)
, (4.11)
В формуле (4.11) sпр.Н - номинальное скольжение при противовключении, sпр.нач. - начальное скольжение при противовключении; Мпр - моменты двигателя при противовключении.
Для рассчитанных сопротивлений строим искусственные характеристики совместно с ранее построенной естественной характеристикой.
Основными задачами переходного процесса пуска двигателя является определение времени пуска и нахождение зависимостей скорости, тока и момента от времени =f1(t), I=f2(t), M=f3(t).
Расчет переходных процессов в электроприводах с нелинейной механической характеристикой (электроприводы с двигателями постоянного тока с последовательным и смешанным возбуждением и с асинхронными двигателями) производится графоаналитическими методами [2,3,5].
Примеры расчета переходных процессов, в электроприводах с линейной и нелинейной механической характеристиками приведены в [2,3,4,5].
Закон изменения скорости вращения и момента при пуске двигателя с линейной механической характеристикой определяются соответственно уравнениями
, (5.2)
где t - текущая координата времени, с;
TM– электромеханическая постоянная времени, с;
1, y - соответственно начальная и установившаяся
скорости, рад/с;
М1, Мy - начальный и установившийся момент, Н.м.
Электромеханическая постоянная времени привода может быть определена из уравнения
, (5.3)
где J- момент инерции привода;
Mдин- динамический момент при скорости вращения;
- скорость вращения, соответствующая моменту
переключения.
Для частного случая, когда Мс остается постоянным (Мс=Мy) для асинхронного двигателя с фазным ротором для TM справедливо выражение
, (5.4)
где Rp - сопротивление обмотки ротора, Ом;
Rдp- сопротивление секции, включенной в цепь ротора, Ом;
Начальную и установившуюся скорость вращения можно определить из следующих равенств.
На первой характеристике
, (5.5)
На второй характеристике
, (5.6)
На остальных характеристиках вышеуказанные скорости определяются аналогично второй характеристике.
Время переходного процесса на каждой ступени определяется из формулы
Расчет переходных процессов производить с использованием вычислительной техники.
Результаты расчетов сводятся в таблицы, по которым выполняется построение графиков (t) и M(t).
При выполнении курсового проекта разрабатывается схема автоматического управления двигателем в соответствии с заданием.
Принципы автоматического управления пуском и торможением электродвигателей изложены в [2,3,5]. Типовые узлы простых электрических схем и типовые схемы управления электродвигателями и их описание приведены в [1,2,3,5].
Существует огромное количество самых различных систем автоматического управления. Однако большинство из них основано на использовании некоторого числа типовых узлов и схем. Поэтому схемы управления двигателями различных типов необходимо сравнивать и сопоставлять, уметь находить общие и различные узлы.
При проектировании какой-либо схемы целесообразно вначале выяснить, какие функции она выполняет (пуск, останов, реверсирование и т.п.), установить, какие принципы автоматизации положены в основу ее работы, и уже затем рассмотреть действия различных узлов (блокировка, защита, сигнализация и т.п.).
Необходимо отчетливо представлять достоинства и недостатки управления в функции той или иной величины и обратить внимание, как влияют на работу схем изменение момента, нагрузки, напряжения сети и температуры при управлении по разным принципам.
studfiles.net
| Министерство образования и науки Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Пермский национальный исследовательский политехнический университет |
| Курсовая работа |
| Расчет рабочих и пусковых характеристик асинхронного двигателя с фазным ротором. |
| Вариант №4 Тип двигателя – 4АК200М4У3 |
Выполнил :
Студент группы ЭМ-12бз Зильберг А.Ю.
Проверил профессор ФК:
Огарков Е.М.
ВВЕДЕНИЕ.
Электрические машины применяются на данный момент практически во всех отраслях промышленности и в быту. Существует большое разнообразие электрических машин, которые различаются по принципу действия, мощности, частоте вращения.
Электрические машины являются преобразователем, который может преобразовывать механическую энергию в электрическую и наоборот. Машины, в которых происходит преобразование механической энергии в электрическую называются генераторами. Машины, в которых происходит преобразование электрической энергии в механическую называются двигателями.
Расшифровка условного обозначения двигателя:
Вариант № 4. Тип двигателя – 4АК200М4У3.
| Частота сети f1, Гц | 50 |
| Номинальное напряжение фазы статора U1H, В | 220 |
| Синхронная частота вращения n0, об/мин | 1500 |
| Номинальная мощность на валу Р2Н, Вт | 22000 |
| Номинальный КПД ηН, о.е. | 0,9 |
| Номинальный коэффициент мощности, cos φH | 0,87 |
| Номинальный ток ротора I2H, А | 45 |
| Напряжение на кольцах неподвижного ротора U2, В | 340 |
| Перегрузочная способность двигателя (отношение макс. момента к номинальному) mk, о.е. | 4,0 |
| | 0,025 |
| Критическое скольжение Sk, о.е. | 0,22 |
| Приведенное индукт.сопротивлениецепинамагничивания | 2,5 |
| Приведённое активное сопротивление фазы статора | 0,024 |
| Приведённое активное сопротивление фазы статора | 0,050 |
| Приведённое активное сопротивление фазы ротора | 0,026 |
| Приведённое индуктивное сопротивление фазы статора | 0,075 |
| Внутренний диаметр статора d, мм | 238 |
| Отношение момента сопротивления к номинальному Мс, о.е. | 0,9 |
Таблица 1.1 – Исходные данные.
Расчет рабочих и пусковых характеристик асинхронного двигателя осуществляется с использованием Г-образной схемы замещения.
Рис. 1.1 – Г-образная схема замещения асинхронного двигателя.
1.1. Номинальная активная мощность, потребляемая двигателем из сети:
1.2. Номинальный ток фазы статора:
2.1. Потери в стали.
При расчете рабочих характеристик потери в стали можно принять равными 20% от общих потерь при номинальной нагрузке.
2.2. Механические потери:
2.4. Базовое сопротивление:
Сопротивление 
необходимо для пересчета сопротивлений схемы замещения из относительных единиц в Ом.
2.5. Пересчет сопротивлений схемы замещения из относительных единиц:
2.6. Активное и индуктивное сопротивление фазы обмотки статора:
2.7. Активное сопротивление цепи намагничивания, обусловленное потерями в стали:
2.8. Коэффициент приведения Г-образной схемы замещения:
2.9. Электромагнитная мощность двигателя при номинальной нагрузке:
2.10. Число пар полюсов двигателя:
; 
2.11. Угловая скорость вращения магнитного поля:
2.12. Электромагнитный момент двигателя при номинальной нагрузке:
2.13. Номинальный момент на валу двигателя:
2.14. Потери в обмотке ротора при номинальной нагрузке:
2.15. Ток холостого хода:
2.16. Ток главной цепи схемы замещения при номинальной нагрузке:
2.17. Номинальный ток фазы статора:
2.18. Потери в обмотке статора при номинальной нагрузке:
2.19. Приведенная ЭДС фазы неподвижного ротора:
2.20. Реальная ЭДС фазы неподвижного ротора:
2.21. Коэффициент трансформации двигателя:
2.22. Мощность холостого хода:
2.23. Номинальная мощность, потребляемая из сети:
2.24. Номинальный ток ротора:
2.25. Сопротивление ротора при рабочей температуре:
2.26. Номинальный КПД:
2.27. Номинальный коэффициент мощности:
2.28. Критическое скольжение:
2.29. Критический момент:
2.30. Отношение критического момента к номинальному:
studfiles.net
Испытание асинхронного двигателя с фазным роторомскачать (949 kb.)Доступные файлы (1):содержание1.docРеклама MarketGid:
Стенд №1, значение множителя «а» равно 0,6.
Паспортные данные испытуемого асинхронного двигателя
Скорость вращения магнитного поля двигателя Ω1 = 2·π·f/p Ω1=2·3,14·50/2=157,08 с-1Номинальная скорость вращения ротора Ω2H = π· n2Н /30 Ω2H =3,14·1400/30=146,61 с-1Номинальное скольжение SH=( Ω1- Ω2H)/ Ω1 SH =(157,08-146,61)/157,08=0,067Номинальный момент на валу M2H= Р2Н/ Ω2H M2H =4500/146,61=30,694 НмМощность на зажимах статора в номинальном режиме P1H=m1·U1·I1·cosφ1 P1H=3·220·10,3·0,83=5,6 кВтКоэффициент приведения сопротивлений K=Ke2 Ke= U1Н/ E2A·√3 Ke=220/131·1,732 = 2,909 K=Ke2 K=2,9092=8,462Приведенное к статору активное сопротивление ротора r’2= K·r2 r’2=8,462·0,227=1,921 ОмПриведенное к статору индуктивное сопротивление ротора x’2= K·x2 x’2=8,462·0,455=3,85 ОмАктивное сопротивление короткого замыкания rK= r1+c1·r’2 rK=1,009+1,04·1,921=3,007 ОмИндуктивное сопротивление короткого замыкания xK= x1+c1·x’2 xK=1,652+1,04·3,85=5,656 ОмКритическое скольжение на естественной характеристике Sкр= (c1·r’2)/( r12+( x1+ c1·x’2)2)½ Sкр=(1,04·1,921)/(1,0092+(1,652+1,04·3,85)2) ½=0,348Максимальный момент двигателя MMAX=m1/(2·c1·Ω1)·U12/( r1+(r12+ xк2)½) MMAX=3/(2·1,04·157,08)•2202/(1,009+(1,0092+5,6562) ½)=65,8 НмПусковой момент двигателя Mп=m1/Ω1·(U12·r’2)/[(r1+c1·r’2)2+(x1+ c1·x’2)2] MП=3/157,08·(2202·1,921)/[(1,009+1,04·1,921)2+(1,652+1,04·3,85)2] MП=43,28 НмКратность пускового момента Кп=MMAX/ M2H КП=65,8/30,694=2,144Кратность максимального момента Км=Mп/ M2H КМ=43,28/30,694=1,41Добавочное сопротивление в цепи ротора rд=а r2 rд=0,6·0,227=0,136 ОмПриведенное добавочное сопротивление в цепи ротора r'д=К·rд r'д=8,462·0,136=1,151 ОмСводная таблица результатов расчета
^ M2= 9.8·M'2 - момент на валу двигателя, Нм P1= kтт·P'1 - мощность на зажимах статора двигателя, кВт,kтт –коэффициент трансформации трансформатора тока, равен 3. Ω2 = π· n2/30 - угловая скорость вращения двигателя, с-1 P2=M·Ω2 - мощность на валу двигателя, кВт η=( P1 ·P1) ·100% - коэффициент полезного действия двигателя cosφ = P1/(√3·U1I1) - коэффициент мощности S =( Ω1- Ω2)/ Ω1 - текущее скольжение
  | |||||||||||
| Скольжение | 0 | Sн | Sн+(Sкр+Sн)/2 | Sкр | Sкр+(1-Sкр)/2 | 1 |
| 0 | 0,067 | 0,2075 | 0,348 | 0,674 | 1 | |
| Приведенный ток ротора I'2, А | 0 | 7 | 18,3 | 25 | 31,8 | 34,3 |
| Электромагнитный момент М, Нм | 0 | 26,8 | 59,2 | 65,9 | 55 | 43,2 |
| n2, об/мин | 1500 | 1399,5 | 1188,8 | 978 | 489 | 0 |
Sкр=1,04·(1,921+1,151)/[1,0092+(1,652+1,04·3,85)2]½= 0,556
| Скольжение | 0 | Sн | Sн+(Sкр+Sн)/2 | Sкр | Sкр+(1-Sкр)/2 | 1 |
| 0 | 0,067 | 0,3115 | 0,556 | 0,778 | 1 | |
| Приведенный ток ротора I'2, А | 0 | 4,5 | 17,5 | 25 | 28,8 | 31,2 |
| Электромагнитный момент М, Нм | 0 | 17,7 | 57,7 | 66 | 62,5 | 57,1 |
| n2, об/мин | 1500 | 1399,5 | 1032,8 | 666 | 333 | 0 |
gendocs.ru
