ω0 = 110 = 116,28с-1.0,946
Пограничная частота вращения:
n0 | = | 30 × ω0 | = | 30 ×116,28 |
| = 1110 об/мин | |
π | π | ||||||
|
|
|
| ||||
Номинальный электромагнитный момент согласно (9):
М Н = 0,946× 9,0= 8,514 .
Построим естественную механическую характеристику по двум точкам (график 1 на рис.1):
-точке холостого хода ω = ω0=116,28с-1 (илиn0=1110 об/мин),M=0;
-точке номинального режима ωН=104,74с-1 (илиnН=1000 об/мин),
MН=8,514 Н·м.
2. Рассчитаем требуемую частоту вращения, с которой должен вращаться двигатель при номинальном моменте при добавлении в цепь якоря добавочного сопротивления
nН/ = 0,5× nН = 0,5×1000= 500 об/мин.
При переходе к угловой скорости имеем:
ωН/ = π × nН/ = π × 500 = 52,36с-1.30 30
Сопротивление резистора rДОБ, которое соответствует требуемой искусственной механической характеристике, рассчитывается по формуле:
| n0 | - nH/ |
|
| 1110 - 500 |
|
|
| |
rДОБ | = RЯ |
|
| - 1 | = 1,22 |
| - 1 | = 5,545 | Ом. (18) |
| - nH |
| |||||||
| n0 |
| 1110 - 1000 |
|
|
| |||
Искусственная характеристика при включении в цепь rДОБ=5,545 Ом строится по точкам (график 2 на рис.1):
-точке холостого хода ω = ω0=116,28с-1 (илиn0=1110 об/мин),M=0;
-точке ω/Н=52,36с-1 (илиn/Н=500 об/мин),MН=8,514 Н·м.
Рассчитаем сопротивление r// ДОБ:
r// ДОБ=0,5·r ДОБ=0,5·5,545=2,772 Ом.
studfiles.net
Анализ и синтез системы автоматического управления электропривода блюминга
Критерий Михайлова формируется так: система устойчива, если годограф Q(jw), начинаясь на действительной положительной полуоси, огибает против часовой стрелки начало координат, проходя последовательно n квадрантов, где n - порядок системы...
Анализ устойчивости электроэнергетической системы
Предел (действительный) передаваемой активной мощности определим, представляя генераторы обеих станций неизменными синхронными ЭДС и сопротивлениями (рисунок 12), при учете регулирующего эффекта нагрузки...
Асинхронные машины
Механической характеристикой называется зависимость частоты вращения двигателя от вращающего момента п2=f (M) при U1=const. Ее можно построить, используя зависимость М=f (s) и соотношение между п2 и s. Из формулы получаем, что п2= (1-s) n1=п1-n1s, откуда видно...
Асинхронный двигатель
Ранее мы рассмотрели зависимости потребления мощности от напряжения одиночной нагрузки U. Но обычно от некоторого электрического узла питаются не одиночные потребители, а ряд потребителей...
Измерения физических величин
...
Изучение статической и динамической устойчивости простейшей регулируемой системы
Для получения искомой зависимости расчет коэффициента запаса статической устойчивости будем проводить для ряда значений в следующей последовательности: - для заданного значения определяем ток по формуле: (50) В показателе степени знак "+" при...
Переходные процессы в электрических системах
При наличии у генератора автоматического регулятора пропорционального типа машина характеризуется переходным сопротивлением , и действующей за ним переходной ЭДС , величина которой поддерживается постоянной при изменении нагрузки...
Переходные процессы в электрических системах
На величину предела передаваемой мощности весьма сильное влияние оказывает коэффициент мощности нагрузки. Чем меньше коэффициент мощности нагрузки при нормальном режиме работы...
Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения ротора от момента на валу n = f (M2). Так как при нагрузке момент холостого хода мал, то M2 ? M и механическая характеристика представляется зависимостью n = f (M)...
Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Рассмотрим рабочие характеристики для скольжений S = 0,005; 0,01; 0,015; 0,02; 0,025 0,03; принимая предварительно, что .Результаты расчетов представлены в таблице 2. На рисунке 12 представлены рабочие характеристики, по которым найдено Sном=0,03...
Расчет устойчивости и качества работы системы автоматического регулирования напряжения синхронного генератора
Критерий Михайлова дает возможность судить устойчивости системы по годографу, описываемому концом характеристического вектора замкнутой системы, который может быть получен из уравнения...
Структурная схема и управление электроприводом
Условие устойчивости. Вывод: Исходя из критерия устойчивости Гурвица система устойчива...
Структурная схема и управление электроприводом
...
Структурная схема и управление электроприводом
4.4 Построение логарифмических амплитудно- и фазочастотных характеристик Формулы для расчета ЛАЧХ и ФЧХ. ; Запас по фазе равен 85...
Электромеханические переходные процессы и устойчивость электрических систем
Предел (действительный) передаваемой активной мощности определим, представляя генераторы всех станций неизменными синхронными ЭДС и сопротивлениями, при учете регулирующего эффекта нагрузки...
fis.bobrodobro.ru
Статические характеристики асинхронных двигателей
Одновременно с изменением выходных параметров, а в ряде случае даже когда выходные параметры не изменяются, изменение напряжения приводит к изменению потребляемой приемником электроэнергии мощности.
Работа электротермических установок при значительном снижении напряжения существенно ухудшается, так как увеличивается длительность технологического процесса.
Печи сопротивления прямого и косвенного действия имеют мощности до 2000 кВт и подключаются к сети напряжением 0,38 кВ, коэффициент мощности близок к 1,0. Регулирующий эффект активной нагрузки печей сопротивления равен 2. Повышение напряжения приводит к перерасходу электроэнергии.
Индукционные плавильные печи промышленной частоты и повышенной частоты представляют собой трехфазную электрическую нагрузку «спокойного» режима работы. Печи повышенной частоты питаются от вентильных преобразователей частоты, к которым подводится переменный ток напряжением 0,4 кВ. Индукционные печи имеют низкий коэффициент мощности: от 0,1 до 0,5.
Вентильные преобразователи обычно имеют систему автоматического регулирования постоянного тока путем фазового управления. При повышении напряжения в сети угол регулирования автоматически увеличивается, что приводит к увеличению потребления мощности преобразователем. Регулирующие эффекты нагрузки для ртутно-выпрямительного агрегата с электролизером для активной мощности 3,5; для реактивной мощности 7,6.
Электросварочные установки переменного тока дуговой и контактной сварки представляют собой однофазную неравномерную и несинусоидальную нагрузку с низким коэффициентом мощности: 0,3 - для дуговой сварки и 0,7 - для контактной. При снижении напряжения до 0,9Uном время сварки увеличивается на 20 %, а при выходе его за пределы (0,9...1,1)Uном возникает брак сварных швов.
Электрохимические и электролизные установки работают на постоянном токе, который получают от преобразовательных подстанций, выпрямляющих трехфазный переменный ток. Коэффициент мощности установок 0,8...0,9. Работа электролизных установок при пониженном напряжении приводит к снижению производительности, а повышение напряжения - к недопустимому перегреву ванн электролизера.
Установки электрического освещения с лампами накаливания, люминесцентными, дуговыми, ртутными, натриевыми, ксеноновыми лампами применяются на всех предприятиях для внутреннего и наружного освещения. В производственных цехах в настоящее время применяются преимущественно дуговые ртутные лампы высокого давления типов ДРЛ и ДРИ 220 В. Аварийное освещение, составляющее 10% от общего, выполняется пампами накаливания. Коэффициент мощности светильников с индивидуальными конденсаторами 0,9...0,95, а без них - 0,6. Лишь пампы накаливания имеют коэффициент мощности 1,0. В цехах,лабораториях, административных помещениях, требующих повышенной освещенности и правильной цветопередачи, устанавливают люминесцентные лампы. Для наружного освещения рекомендуются лампы типа ДРЛ. Регулирующий эффект у ламп накаливания в области номинального напряжения равен 1,6. Статическую характеристику по напряжению для ламп накаливания приближенно можно записать так:
где Uп* - относительное значение напряжения Uп на приемнике электроэнергии от номинального Uп.ном; Pлн(Uп), Рлн(Uп.ном) - активная нагрузка лампы накаливания при напряжении Uп и при номинальном напряжении Uп.ном.
Необходимо отметить, что при изменении напряжения изменяется освещенность, световой поток и срок службы лампы. На каждый процент понижения напряжения световой поток уменьшается приблизительно на 3,6%. Срок службы увеличивается приблизительно на 1,3%.
Люминесцентные лампы также изменяют свое потребление с изменением напряжения. Статическую характеристику по напряжению для активной мощности люминесцентных ламп приближенно можно записать так:
для реактивной мощности:
Регулирующий эффект люминесцентных ламп по схеме с расщепленной фазой равен примерно 1,9 для активной мощности, а для реактивной мощности регулирующий эффект для люминесцентных ламп может быть оценен величиной 1,5. Срок службы люминесцентных ламп изменяется с изменением напряжения: на 1 % понижения напряжения срок службы в среднем увеличивается на 2%.
Для ламп ДРЛ с пускорегулирующей аппаратурой (ПРА) регулирующий эффект по реактивной мощности равен 4,5.
Силовые трансформаторы. Потери активной мощности в стали трансформаторов изменяются пропорционально квадрату изменения числа вольт, приходящихся на виток первичной обмотки трансформатора. При напряжении сети, на а% отличающемся от напряжения ответвления трансформатора, потери активной мощности в стали можно с достаточной точностью найти по формуле:
Рст.ном - потери в стали при номинальном напряжении.Намагничивающая мощность трансформаторов резко меняется с изменением напряжения, подводимого к трансформатору. Намагничивающая мощность изменяется пропорционально пятой степени напряжения и может быть определена по формуле:
Qст.ном - намагничивающая мощность трансформатора при номинальном напряжении.
Потери в реактивном сопротивлении трансформатора можно считать изменяющимися пропорционально квадрату намагничивающей силы первичной обмотки. При напряжении на а% выше напряжения ответвления потери реактивной мощности в обмотках трансформатора могут быть найдены по формуле:
Qм.ном - потери в реактивном сопротивлении рассеяния трансформатора при номинальном напряжении.
Статические характеристики потерь мощности в стали трансформаторов напряжением 10/0,4 кВ:
Конденсаторы. Реактивная мощность конденсаторов, как и любого постоянного сопротивления, пропорциональна квадрату напряжения:
Хс - сопротивление конденсаторной батареи; знак «-» поставлен потому, что знак емкостного сопротивления противоположен знаку индуктивного сопротивления, принимаемому положительным. Регулирующий эффект батареи конденсаторов отрицателен и равен -2. Это значит, что при понижении напряжения в сети мощность конденсаторов снижается пропорционально квадрату напряжения.
housea.ru
Электромеханическая характеристика асинхронного двигателя определяется как зависимость 
.
Из схемы замещения видно:
, (5.6)
где 
- индуктивное фазное сопротивление короткого замыкания [13; 14].
В этом случае рассматривают зависимость тока ротора не от скорости, как у ДПТ, а от скольжения S; уравнения получаются более компактные и удобные.
Если возникает необходимость перейти к традиционной электромеханической характеристике как 
, то можно воспользоваться выражением 
. Отметим основные точки электромеханической характеристики, изменяя 
от 
до 
(рис. 5.3).
Рис. 5.3. Электромеханическая характеристика АД
1) 
; 
; 
- точка идеального холостого хода;
2) 
; 
; 
- точка короткого замыкания;
3) 
; 
= 
; 
- точка максимального значения тока ротора. Она располагается в области отрицательных скольжений.
4) 
; 
; 
- асимптотическое значение тока ротора.
Механическую характеристику асинхронного двигателя можно определить из уравнения потерь в цепи ротора [13; 14]:
.
Потери в роторе часто называют потерями скольжения.
С другой стороны, пренебрегая магнитными потерями в роторе, получаем:
.
Приравнивая 
, получаем:
.
Подставив в это выражение 
(5.6), получим уравнение механической характеристики (рис. 5.4):
. (5.7)
Если исследовать уравнение момента на экстремум 
, то обнаружим наличие двух экстремальных точек. Обозначив экстремальное значение момента через 
, получим:
(5.8)
при этом соответствующее значение критического скольжения определяется как:
. (5.9)
Знак “+” в обоих уравнениях относится к области положительных скольжений, а знак “-” к области отрицательных скольжений. Экстремальное значение момента и соответствующее ему скольжение получили название критических.
Рис. 5.4. Механическая характеристика АД
Часто уравнение момента записывают в иной форме, которая может быть получена, если разделить уравнение момента на :
,где 
.
Характерные точки механической характеристики (рис. 5.4):
1) , , 
- точка идеального холостого хода;
2) , , 
- точка короткого замыкания;
3) 
, 
, 
, 
, 
, 
- точки максимума момента в двигательном и генераторном режимах соответственно;
4) ; ; 
- асимптотическое значение (асимптотой является ось скорости).
Приведенная механическая характеристика соответствует прямому порядку чередования фаз питающего напряжения. Если изменить порядок чередования фаз на обратный, то получим симметричную относительно начала координат характеристику. При этом двигательному режиму будет соответствовать третий квадрант.
Учитывая незначительную величину активного сопротивления статора R1, им часто пренебрегают. В этом случае а=0, а уравнение (5.10) механической характеристики выглядит так:
,
, 
. (5.12)
Если в уравнения моментов вместо текущих значений подставить номинальные, то есть 
и 
, а отношение 
выразить через 
, то:
. (5.13)
Используя это выражение, по каталожным данным АД можно найти 
. Для АД серий 4А и АИ кратность максимального момента составляет примерно 
и, следовательно, критическое скольжение примерно в 
раза превышает номинальное (при знаке + в формуле (5.13)).
В некоторых случаях рабочий участок характеристики можно описать еще более простым выражением. Учитывая, что 
, можно записать:
.
Это выражение может использоваться только на рабочем участке характеристики.
www.poznayka.org
Электромеханическая характеристика асинхронного двигателя определяется как зависимость 
.
Из схемы замещения видно:
, (5.6)
где 
- индуктивное фазное сопротивление короткого замыкания [13; 14].
В этом случае рассматривают зависимость тока ротора не от скорости, как у ДПТ, а от скольжения S; уравнения получаются более компактные и удобные.
Если возникает необходимость перейти к традиционной электромеханической характеристике как 
, то можно воспользоваться выражением 
. Отметим основные точки электромеханической характеристики, изменяя 
от 
до 
(рис. 5.3).
Рис. 5.3. Электромеханическая характеристика АД
1) 
; 
; 
- точка идеального холостого хода;
2) 
; 
; 
- точка короткого замыкания;
3) 
; 
= 
; 
- точка максимального значения тока ротора. Она располагается в области отрицательных скольжений.
4) 
; 
; 
- асимптотическое значение тока ротора.
Механическую характеристику асинхронного двигателя можно определить из уравнения потерь в цепи ротора [13; 14]:
.
Потери в роторе часто называют потерями скольжения.
С другой стороны, пренебрегая магнитными потерями в роторе, получаем:
.
Приравнивая 
, получаем:
.
Подставив в это выражение 
(5.6), получим уравнение механической характеристики (рис. 5.4):
. (5.7)
Если исследовать уравнение момента на экстремум 
, то обнаружим наличие двух экстремальных точек. Обозначив экстремальное значение момента через 
, получим:
(5.8)
при этом соответствующее значение критического скольжения определяется как:
. (5.9)
Знак “+” в обоих уравнениях относится к области положительных скольжений, а знак “-” к области отрицательных скольжений. Экстремальное значение момента и соответствующее ему скольжение получили название критических.
Рис. 5.4. Механическая характеристика АД
Часто уравнение момента записывают в иной форме, которая может быть получена, если разделить уравнение момента на :
,где 
.
Характерные точки механической характеристики (рис. 5.4):
1) , , 
- точка идеального холостого хода;
2) , , 
- точка короткого замыкания;
3) 
, 
, 
, 
, 
, 
- точки максимума момента в двигательном и генераторном режимах соответственно;
4) ; ; 
- асимптотическое значение (асимптотой является ось скорости).
Приведенная механическая характеристика соответствует прямому порядку чередования фаз питающего напряжения. Если изменить порядок чередования фаз на обратный, то получим симметричную относительно начала координат характеристику. При этом двигательному режиму будет соответствовать третий квадрант.
Учитывая незначительную величину активного сопротивления статора R1, им часто пренебрегают. В этом случае а=0, а уравнение (5.10) механической характеристики выглядит так:
,
, 
. (5.12)
Если в уравнения моментов вместо текущих значений подставить номинальные, то есть 
и 
, а отношение 
выразить через 
, то:
. (5.13)
Используя это выражение, по каталожным данным АД можно найти 
. Для АД серий 4А и АИ кратность максимального момента составляет примерно 
и, следовательно, критическое скольжение примерно в 
раза превышает номинальное (при знаке + в формуле (5.13)).
В некоторых случаях рабочий участок характеристики можно описать еще более простым выражением. Учитывая, что 
, можно записать:
.
Это выражение может использоваться только на рабочем участке характеристики.
cyberpedia.su
Схема включения асинхронного двигателя зависит от конструкции ротора.
Для получения математических выражений электромеханической и механической характеристик асинхронного двигателя используется Г-образная схема замещения для одной фазы электродвигателя.
I2’ = Uф / √[(r1 + r2’/s)2 + xк2] – электромеханическая характеристика асинхронного двигателя.
xk = x1 + x2’
В отличие от ДПТ, у которых электромеханическая характеристика является зависимостью скорости от тока якоря, у асинхронных двигателей электромеханическая характеристика является зависимостью I2’(s).
ω = ω0(1 – s)
Рассмотрим характерные точки электромеханической характеристики:
s=0; ω=ω0=2πf/p; I2’=0;
s=1; ω=0; I2’=Iкз’=Uф/√[(r1 + r2’)2 + xк2]
s=s1=r2’/r1; ω1=ω0(1 – s1)
s1 – скольжение, при котором I2’ достигает максимума.
I2m’ = Uф / xк
Точка максимального тока ротора всегда лежит в области отрицательных скольжений.Если s→∞; ω→∞; I2’→[Uф / √(r12 + xк2)]=I2∞’
I2∞’ является асимптотой, к которой стремится ток ротора в областях скольжений, близких к бесконечности.
Электромеханическая характеристика асинхронного двигателя редко используется в электроприводах с асинхронными двигателями для изучения их работы. Обычно при изучении регулировочных свойств электродвигателей используется механическая характеристика.
el-dvizhok.ru
Работа электротермических установок при значительном снижении напряжения существенно ухудшается, так как увеличивается длительность технологического процесса.
Печи сопротивления прямого и косвенного действия имеют мощности до 2000 кВт и подключаются к сети напряжением 0,38 кВ, коэффициент мощности близок к 1,0. Регулирующий эффект активной нагрузки печей сопротивления равен 2. Повышение напряжения приводит к перерасходу электроэнергии.
Индукционные плавильные печи промышленной частоты и повышенной частоты представляют собой трехфазную электрическую нагрузку «спокойного» режима работы. Печи повышенной частоты питаются от вентильных преобразователей частоты, к которым подводится переменный ток напряжением 0,4 кВ. Индукционные печи имеют низкий коэффициент мощности: от 0,1 до 0,5.
Вентильные преобразователи обычно имеют систему автоматического регулирования постоянного тока путем фазового управления. При повышении напряжения в сети угол регулирования автоматически увеличивается, что приводит к увеличению потребления мощности преобразователем. Регулирующие эффекты нагрузки для ртутно-выпрямительного агрегата с электролизером для активной мощности 3,5; для реактивной мощности 7,6.
Электросварочные установки переменного тока дуговой и контактной сварки представляют собой однофазную неравномерную и несинусоидальную нагрузку с низким коэффициентом мощности: 0,3 - для дуговой сварки и 0,7 - для контактной. При снижении напряжения до 0,9Uном время сварки увеличивается на 20 %, а при выходе его за пределы (0,9...1,1)Uном возникает брак сварных швов.
Электрохимические и электролизные установки работают на постоянном токе, который получают от преобразовательных подстанций, выпрямляющих трехфазный переменный ток. Коэффициент мощности установок 0,8...0,9. Работа электролизных установок при пониженном напряжении приводит к снижению производительности, а повышение напряжения - к недопустимому перегреву ванн электролизера.
Установки электрического освещения с лампами накаливания, люминесцентными, дуговыми, ртутными, натриевыми, ксеноновыми лампами применяются на всех предприятиях для внутреннего и наружного освещения. В производственных цехах в настоящее время применяются преимущественно дуговые ртутные лампы высокого давления типов ДРЛ и ДРИ 220 В. Аварийное освещение, составляющее 10% от общего, выполняется пампами накаливания. Коэффициент мощности светильников с индивидуальными конденсаторами 0,9...0,95, а без них - 0,6. Лишь пампы накаливания имеют коэффициент мощности 1,0. В цехах,лабораториях, административных помещениях, требующих повышенной освещенности и правильной цветопередачи, устанавливают люминесцентные лампы. Для наружного освещения рекомендуются лампы типа ДРЛ. Регулирующий эффект у ламп накаливания в области номинального напряжения равен 1,6. Статическую характеристику по напряжению для ламп накаливания приближенно можно записать так:
где Uп* - относительное значение напряжения Uп на приемнике электроэнергии от номинального Uп.ном; Pлн(Uп), Рлн(Uп.ном) - активная нагрузка лампы накаливания при напряжении Uп и при номинальном напряжении Uп.ном.
Необходимо отметить, что при изменении напряжения изменяется освещенность, световой поток и срок службы лампы. На каждый процент понижения напряжения световой поток уменьшается приблизительно на 3,6%. Срок службы увеличивается приблизительно на 1,3%.
Люминесцентные лампы также изменяют свое потребление с изменением напряжения. Статическую характеристику по напряжению для активной мощности люминесцентных ламп приближенно можно записать так:
для реактивной мощности:
Регулирующий эффект люминесцентных ламп по схеме с расщепленной фазой равен примерно 1,9 для активной мощности, а для реактивной мощности регулирующий эффект для люминесцентных ламп может быть оценен величиной 1,5. Срок службы люминесцентных ламп изменяется с изменением напряжения: на 1 % понижения напряжения срок службы в среднем увеличивается на 2%.
Для ламп ДРЛ с пускорегулирующей аппаратурой (ПРА) регулирующий эффект по реактивной мощности равен 4,5.
Силовые трансформаторы. Потери активной мощности в стали трансформаторов изменяются пропорционально квадрату изменения числа вольт, приходящихся на виток первичной обмотки трансформатора. При напряжении сети, на а% отличающемся от напряжения ответвления трансформатора, потери активной мощности в стали можно с достаточной точностью найти по формуле:
Рст.ном - потери в стали при номинальном напряжении.Намагничивающая мощность трансформаторов резко меняется с изменением напряжения, подводимого к трансформатору. Намагничивающая мощность изменяется пропорционально пятой степени напряжения и может быть определена по формуле:
Qст.ном - намагничивающая мощность трансформатора при номинальном напряжении.
Потери в реактивном сопротивлении трансформатора можно считать изменяющимися пропорционально квадрату намагничивающей силы первичной обмотки. При напряжении на а% выше напряжения ответвления потери реактивной мощности в обмотках трансформатора могут быть найдены по формуле:
Qм.ном - потери в реактивном сопротивлении рассеяния трансформатора при номинальном напряжении.
Статические характеристики потерь мощности в стали трансформаторов напряжением 10/0,4 кВ:
Конденсаторы. Реактивная мощность конденсаторов, как и любого постоянного сопротивления, пропорциональна квадрату напряжения:
Хс - сопротивление конденсаторной батареи; знак «-» поставлен потому, что знак емкостного сопротивления противоположен знаку индуктивного сопротивления, принимаемому положительным. Регулирующий эффект батареи конденсаторов отрицателен и равен -2. Это значит, что при понижении напряжения в сети мощность конденсаторов снижается пропорционально квадрату напряжения.
studlib.info
