Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования Российской Федерации
Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова.
Кафедра ЭМТЭМ
КУРСОВАЯ РАБОТА
Часть 2
Преобразование энергии и регулирование
скорости асинхронной машины
Вариант - 9
Выполнил студент
группы ЭТ-22-03
Данилов Д.В.
Проверил преподаватель
Лавриненко В.А.
Чебоксары 2005
Задание1:
0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0.
Исходные данные2:
Типоразмер двигателя: 4АК250SB4У3
|
= |
55кВт |
|
= |
90,5% |
|
= |
0,9 |
|
= |
В |
|
= |
3 |
|
= |
2,3% |
|
= |
19,6% |
|
= |
3,3 Ом |
|
= |
0,017 Ом |
|
= |
0,061 Ом |
|
= |
0,025 Ом |
|
= |
0,073 Ом |
|
= |
4 |
|
= |
|
|
= |
9+9 |
|
= |
1+1 |
|
= |
4 |
|
= |
1 |
|
= |
0,910 |
|
= |
0,956 |
|
= |
0,0277 Ом |
|
= |
0,0120 Ом |
1. Определить номинальный фазный ток статора , электромагнитную мощность, передаваемую от статора в ротор посредством вращающегося магнитного поля , электромагнитный вращающий момент , электрические потери двигателя , механические потери в асинхронной машине в номинальном режиме работы, приняв потери в стали .
Номинальный фазный ток статора :
где - выходная полезная мощность двигателя;
- фазное напряжение обмотки статора;
- коэффициент полезного действия двигателя;
- косинус угла между и в номинальном режиме;
Электромагнитная мощность двигателя в номинальном режиме :
где - скольжение асинхронного двигателя;
Электромагнитный вращающий момент:
где - угловая скорость магнитного поля
Электрические потери в двигателе:
где - электрические потери в статоре
где - активное сопротивление статора
- электрические потери в роторе
Механические потери в двигателе : ,где - суммарные потери в двигателе
- потери в стали
2. Определить сопротивление, которое надо ввести в цепь неподвижного ротора для имитации номинальной механической нагрузки вращающегося ротора.
Перейдём от параметров Г-образной схемы замещения (рис.1) к параметрам Т-образной схемы (рис.2).
Найдем индуктивное сопротивление рассеяния статора:
Найду индуктивное сопротивление рассеяния статора, фигурирующее в Т-образной схеме.
где - индуктивное сопротивление рассеяния статора Г-образной схемы;
- индуктивное сопротивление намагничивающего контура
Значение коэффициента :
Остальные сопротивления Т-образной схемы замещения
Абсолютные значения параметров:
Число витков фазы статора:
где - число эффективных проводников в пазу статора;
- число пазов статора;
- способ соединения катушечных групп статора, число параллельных ветвей обмотки;
витков
Число витков фазы ротора:
где - число эффективных проводников в пазу ротора;
- число пазов ротора;
- способ соединения катушечных групп ротора;
витков
Тогда, реальное значение сопротивления ротора
где - коэффициент обмотки;
Сопротивление, которое необходимо ввести в цепь неподвижного ротора для имитации номинальной механической нагрузки вращающегося ротора равно:
Реальное сопротивление :
3. Определить значение добавочного активного сопротивления в цепи ротора, при котором:
а) Начальный пусковой момент .
Если , то критическое скольжение (скольжение, при котором момент имеет максимальное значение) ; для этого в цепь ротора надо ввести такое дополнительное сопротивление
из формулы для критического скольжения
б) Скорость вращения двигателя равна половине номинальной при
При изменении момента от 0 до зависимость можно считать линейной:
Следовательно, при должна оставаться неизменной и величина , отсюда
Найдем скольжение при , где - угловая скорость вращения ротора в номинальном режиме
;
в) Скорость вращения ротора на 20% больше синхронной при
;
4. Для режимов работы п.3 (а, б, в) определить ток статора при .
Токи статора при различных скольжениях и сопротивлениях ротора удобно определять из Г-образной схемы замещения:
, где - ток синхронизма , не зависящий ни от скольжения, ни от сопротивления ротора
, где
, учитывая выражение для , получаю
или
- ток рабочего контура ротора:
где - суммарное активное сопротивление ротора
а)
б)
;
или
в)
или
5. Для режимов работы п.3 (б, в) определить КПД, сравнить его с КПД в номинальном режиме.
При моменте равном номинальному вне зависимости от скорости ротора значение электромагнитной мощности сохраняется неизменным.
а) Найду КПД как отношение мощности выдаваемой на валу к мощности, потребляемой из сети электродвигателем
где - суммарные потери в асинхронном двигателе :
электрические потери в роторе ;
потери в стали остаются постоянными :
механические потери в первом приближении можно считать пропорциональными квадрату скорости ротора:
Электрические потери в статоре:
б)
6. Рассчитать и построить зависимость .
Механическую характеристику построим по формуле Клосса:
, где
- критическое скольжение
- максимальный момент:
Для построения зависимости воспользуюсь ;
7. При напряжении питания больше номинального на 10% и меньше номинального на 15% рассчитать:
а) кратности максимального и пускового моментов;
Кратность максимального момента : ,
где - номинальный относительный момент
Кратность пускового момента: , где - номинальный относительный момент
Так как любой момент пропорционален квадрату напряжения, то кратности моментов при
При напряжении питаниях питания больше номинального на 10%
При напряжении питаниях питания меньше номинального на 15%
б) Момент, развиваемый двигателем при номинальном скольжении
,
где - номинальный момент асинхронного двигателя развиваемого на роторе
При напряжении питаниях питания больше номинального на 10%
При напряжении питаниях питания меньше номинального на 15%
в) Скольжение и скорость ротора при номинальном моменте на валу
В диапазоне скольжений характеристику момента можно считать линейной.
При напряжении питания больше номинального на 10%
При напряжении питания меньше номинального на 15%
Скорость ротора найдем по формуле:
При напряжении питания больше номинального на 10%
При напряжении питания меньше номинального на 15%
Начальные участки зависимости при разных напряжениях
8. При номинальном напряжении определить те же величины, что в п.2.7 а, б, в, если частота больше номинальной на 10% и меньше на 15%.
а) если ввести понятие относительной частоты статора
, то выражение для максимального и пускового моментов: ;
.
;
Кратность пускового момента при
Кратность максимального момента при
;
Кратность пускового момента при :
Кратность максимального момента при :
б) в области номинальных нагрузок момент двигателя можно считать пропорциональным скольжению:
;
Вращающий момент на роторе при
;
Вращающий момент на роторе при
в) Скольжение ротора при переменной частоте питания
, отсюда
Скольжение ротора при
Скольжение ротора при
9. Рассчитать с помощью ЦВМ и проанализировать зависимости от скорости токов фаз статора, электрических потерь в статоре и роторе, моментов прямой, обратной последовательностей и результирующего при несимметричном напряжении питания для следующих значений относительного напряжения обратной последовательности:
0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0
Построение производились на ПК в математическом пакете MathCad
A=0.25
A=0.5
A=0.75
А=1
Задание №10. Определить частоту биения тока статора асинхронного двигателя при номинальном скольжении и несимметричных фазных сопротивлениях ротора.
При несимметрии роторных цепей его токи частоты
станут несимметричными и кроме прямой МДС создадут и обратную. Обратное поле ротора наведет в статоре токи частоты
,
которые накладываются на основные токи частоты сети и образуют биения с частотой, равной разности частот обоих токов
1 Электрические машины (асинхронные машины): Метод. указ. к курсовому проекту/ ЧувГУ; Сост. Ефименко Е.И, Чебоксары, 1989.
2 Данные взяты из справочника: Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник, М: Энергоиздат, 1982.
EMBED Equation.3
рис.3 Г-образная схема замещения асинхронной машины
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Z1
EMBED Mathcad
EMBED Equation.3
R1
X1
C1X1
C1R1
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
рис.1 Г-образная схема замещения асинхронной машины
Z1
Z
X
R
рис.2 Т-образная схема замещения асинхронной машины
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3