Расчет статических механических и электромеханических характеристик асинхронного двигателя
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт - Энергетический
Направление - Электроэнергетика и электротехника
Кафедра - ЭПЭО
Индивидуальное домашнее задание
РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ МЕХАНИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
По дисциплине: «Электрический привод»
Выполнил студент группы 5А1Д Стасов К.Э.
Томск 2015
Исходные данные
Дан асинхронный двигатель типа 5а225s8k имеющий следующие технические данные:
-номинальная мощность Pном = 18,5 кВт;
-номинальное скольжение s ном = 0.03 %;
-КПД в режиме номинальной мощности зн = 0.885 о.е.;
-коэффициент мощности в режиме номинальной мощности cosцном = 0,84 о.е.;
-кратность максимального моме3
-;
-кратность пускового момента ;
-кратность пускового тока ;
-номинальная частота вращения nном = 970 об/мин;
-номинальное фазное напряжение U1ф = 220 В;
-номинальное напряжение сети U1л = 380 В;
-коэффициент загрузки двигателя:
-число пар полюсов: р = 3
Задание
.Определить параметры Т-образной схемы замещения;
.Рассчитать и построить естественные механические и электромеханические характеристики. Провести анализ полученных результатов;
.Рассчитать и построить механические и электромеханические характеристики электропривода, выполненного по системе "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", обеспечивающего законы регулирования частоты и напряжения обмотки статора асинхронного двигателя. Провести анализ полученных данных.
статор ротор электропривод асинхронный
1. Определение параметров Т-образной схемы замещения асинхронного двигателя
Рисунок 1. Т-образная схема замещения асинхронного двигателя
Найдем ток холостого хода асинхронного двигателя:
где:
- - номинальный ток статора двигателя;
- - ток статора двигателя при частичной загрузке;
-знрж= зном=0.9 - КПД частичной загрузке;
- - коэффициент мощности при частичной загрузке;
-К=0.974 - коэффициент, зависящий от мощности двигателя.
Из формулы Клосса определим соотношение для расчета критического скольжения. В первом приближении принимаем в=1:
Число фаз m:=3.
Определим коэффициент:
Тогда активное сопротивление ротора, приведенное к обмотке статора асинхронного двигателя:
Активное сопротивление статора обмотки рассчитываем по следующему выражению:
Определим параметр г, который позволяет найти индуктивное сопротивление короткого замыкания :
Найдем значение индуктивного сопротивления короткого замыкания:
Ом
Найдем индуктивное сопротивление статорной обмотки, приведенное к статорной:
Найдем индуктивное сопротивление роторной обмотки, приведенное к статорной:
По найденным значениям , и определим критическое скольжение:
Для того чтобы найти ЭДС ветви намагничивания E1 найдем sin?
Найдем ЭДС ветви намагничивания Е1, наведенную потоком воздушного зазора в обмотке статора в номинальном режиме
Тогда индуктивное сопротивление намагничивания
Приведенная методика дает удовлетворительное схождение расчетных характеристик, построенных по паспортным точкам на рабочем участке механической характеристики.
2. Расчет и построение естественных механических и электромеханических характеристик асинхронного двигателя
Все расчеты производим, используя параметры схемы замещения.
Найдем синхронную угловую скорость:
а) Рассчитаем и построим естественную электромеханическую характеристику
статор ротор электропривод асинхронный
где - значение приведенного тока ротора от скольжения
Рисунок 2. Естественные электромеханические характеристики.
Зависимость угловой скорости от приведенного тока ротора.
Рисунок 3. Естественные электромеханические характеристики.
Зависимость угловой скорости от тока статора.
Вывод: различают естественную и искусственную электромеханические характеристики АД. Под естественной электромеханической характеристикой АД понимают зависимость тока ротора функцией от скольжения при номинальной схеме включения двигателя, номинальных параметров питающей сети и отсутствие добавочных сопротивлений в цепях двигателя. Все остальные характеристики называются искусственными. В нашем случае были построены естественные электромеханические характеристики. Значение номинального тока статора и тока ротора асинхронного двигателя, определенное по его электромеханической характеристике, практически совпадают со значениями, рассчитанными по каталожным данным, что подтверждает правильность методики определения параметров схемы замещения АД.
б) Рассчитаем и построим естественную механическую характеристику
Рисунок 4. Естественная механическая характеристика.
Вывод: как видно из расчетов, контрольные параметры, найденные в соответствии с каталожными данными двигателя, совпадают с контрольными точками, такими как: номинальный момент, максимальный момент, минимальный момент. Поэтому методику определения параметров схемы замещения по каталожным данным можно считать верной.
3.Расчет и построение механических и электромеханических характеристик электропривода, выполненного по системе «преобразователь частоты - АД», обеспечивающего законы регулирования частоты и напряжения обмотки статора асинхронного двигателя. (Вариант 1, 3, 5)
Рисунок 5. Функциональная схема скалярного частотного управления скоростью асинхронного двигателя
Закон регулирования:
Характеристики рассчитываются для следующих частот обмоток статора ,, .
Коэффициенты IR - компенсации:
Найдем относительные значения частот питающего напряжения в соответствии с заданием:
Найдем фазное напряжение обмотки статора асинхронного двигателя в соответствии с заданием:
Найдем относительные значения угловых скоростей холостого хода, в соответствии с заданием:
Рассчитаем и построим электромеханические характеристики с IR-компенсацией, определяющие зависимость приведенного тока ротора от скольжения:
На рисунке 6 представлены электромеханические характеристики, определяющие зависимость приведенного тока ротора от скольжения.
Рисунок 6. Электромеханические характеристики, определяющие зависимость тока ротора от синхронной скорости
Рассчитаем и построим электромеханические характеристики, определяющие зависимость тока статора от скольжения:
На рисунке 7 представлены электромеханические характеристики, определяющие зависимость приведенного тока статора от скольжения.
Вывод: из построенных электромеханических характеристик видно, что регулирование скорости изменением частоты напряжения статора с законом регулирования приводит к значительному уменьшению пусковых токов, что приводит к уменьшению допустимого диапазона нагрузок для двигательного режима работы электропривода. В данном случае мощность двигателя довольно большая, следовательно, активное сопротивление обмотки статора не велико (по сравнению с двигателями меньшей мощности) и с уменьшением частоты f1 сокращение рабочего диапазона нагрузок происходит в меньшей степени.
Рисунок 7. Электромеханические характеристики, определяющие зависимость тока статора от синхронной скорости
Рассчитаем и построим механические характеристики асинхронного двигателя при переменных значениях величины и частоты напряжения питания.
На рисунке 8 представлены механические характеристики, при переменных значениях величины и частоты напряжения.
Рисунок 8. Механические характеристики асинхронного двигателя при переменных значениях величины и частоты напряжения питания.
Вывод: при малых значениях частоты падение напряжения на сопротивлении статорной обмотки двигателя снижает величину напряжения, прикладываемого к контуру намагничивания, что приводит к снижению критического момента. Это хорошо видно на приведенных характеристиках. Регулирование скорости осуществляется в соответствии с законом .
Больше работ по теме:
Предмет: Физика
Тип работы: Контрольная работа
Новости образования
КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]
Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ