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
ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова»
Выполнила студентка
группы ЭТ-22-06:
Трофимов А.В.
Работу принял:
Владимиров Э.В.
Чебоксары 2008 г.
1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1.1. Начертить схему-развертку двухфазной двухслойной обмотки. Определить обмоточные коэффициенты для пространственных гармоник с номерами от 1 до 13.
2р=8; q=2; а=2; m=3.
Число пазов на статоре
Z=2pqm=8·2·3=48,
где m – число фаз. При выполнении схемы обмотки в качестве единицы измерения расстояний по окружности расточки статора примем 1 пазовое деление.
Полюсное деление
.
Шаг обмотки
.
У трехфазных обмоток начальные пазы фаз А, В, С располагаются по окружности статора на расстоянии
.
Обмоточные коэффициенты для различных гармоник определяются в следующей последовательности:
Коэффициент укорочения для ν-ой гармоники,
Коэффициент распределения для ν-ой гармоники ,
Коэффициент скоса для ν-ой гармоники (скос, как правило выполняется на одно пазовое деление).
В задании величина скоса не задана, поэтому .
Обмоточные коэффициенты для различных гармоник
Составим таблицу
|
Kov |
0,933 |
-0,5 |
0,067 |
-0,067 |
0,5 |
-0,933 |
0,933 |
|
Kpv |
0,966 |
0,707 |
-0,259 |
-0,259 |
-0,707 |
0,966 |
-0,966 |
|
Kyv |
0,966 |
-0,707 |
0,259 |
0,259 |
-0,707 |
0,966 |
-0,996 |
|
ν |
1 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
1.2. Построить кривые пространственного распределения МДС обмотки при симметричной системе токов в ее фазах для двух моментов времени. Показать для этих моментов времени взаимное расположение 1-й и 3-й гармоники.
Симметричная система трехфазных токов записывается следующим образом:
,
,
.
Ωt1=0; Ωt2=π/2
Для момента времени, соответствующего Ωt1=0, токи в фазах составляют:
,
,
Для момента времени, соответствующего Ωt2=π/2, эти же токи будут равны
,
,
.
рис.1.8 Направление токов в обмотке
При ia=Im
,
,
,
,
,
.
,
,
,
,
Далее найдем значение
Таким образом, приращение МДС в месте расположения первого паза будет равна . Приращение МДС в местах расположения других пазов равна алгебраической сумме их токов. Приращения МДС, равные суммарным токам в пазах, возможны только в том случае, если принять число витков в секции равным 2. В соответствии с этим построена кривая распределения МДС.
рис.1.9. Распределение МДС обмотки при ia=Im
Амплитуда МДС основной гармоники при условии, когда число витков катушки (секции) равно единице
.
Амплитуда МДС третьей гармоники
.
В том же порядке строится кривая распределения МДС при токе iА=0
рис.1.9. Распределение МДС обмотки при ia=0
1.3. Определить частоты ЭДС, наведенных 1-й, 5-й, 7-й и 11-й гармониками магнитного поля статор в обмотке ротора при скольжении ротора S=0,14.
В обмотке статора все гармоники поля наводят ЭДС с частотой 50 Гц. Обмотка статора неподвижна относительно вращающихся гармоник магнитного поля. Следовательно, при неподвижном роторе, когда S=1, все гармоники магнитного поля наводят в обмотке ротора ЭДС с частотой 50 Гц.
При вращении ротора частоты ЭДС, наведенных различными гармониками в статоре и роторе отличаются, они связаны соотношением
,
где номера гармоник равны ν=1; -5; +7; -11 и т.д.
Гц.
Гц.
Гц.
Гц.
1.4.Определить относительные значения ЭДС, наводимых в одной фазе статора 19-й гармоники его магнитного поля.
Относительные значения ЭДС ν – ой гармоники определяется по формуле
.
Относительное значение ЭДС 31-й гармоники будет
В
1.5. Найти значение числа пазов Z1 и шаг обмотки статора, при котором отсутствует МДС 5-й гармоники.
ЭДС какой либо ν-ой гармоники равняется нулю, если будет равен нулю коэффициент укорочения по этой гармонике
. Это возможно в трех случаях:
;
.
Последний вариант дает большее значение КУ1. Поэтому в данной конкретной задаче следует принять .
При необходимости исключения ЭДС ν-й гармоники число пазов на статора следует принять равным
. Трехфазная обмотка может быть выполнена только при условии , где m=3. Следовательно, и шаг обмотки должен быть равен . При заданном числе q =2 шаг обмотки целым числом быть не может. Оно будет целым только при q =ν.
Из сказанного следует, что для уменьшения до нуля ЭДС 5-й гармоники необходимо
q =5, у=12, t=15,
Z=2pqm=2·1·5·3=30.
Коэффициенты укорочения и распределения и скоса основной гармоники при этих условиях
,
.
.
Обмоточный коэффициент .
Коэффициент укорочения диаметральной обмотки с q =5, у=12, t=15, q =5, Z=30 равен КУ1=1. Коэффициент распределения и скоса, не зависящие от укорочения, не изменятся и будут равны КР1=0,957, КС1=1.
Процентное изменение ЭДС основной гармоники по сравнению с ЭДС диаметральной обмотки
1.6. Асинхронный двигатель питается от сети с частотой 50 Гц. Чему будет равна ЭДС на контактных кольцах фазного ротора при скоростях и направлении вращения ротора n=500 об/мин.
Частота вращения (скорость вращения) магнитного поля статора определяется частотой f1 напряжения питающей сети и числом пар полюсов p магнитного поля. Если скорость вращения измеряется в об/мин, то она определяется по формуле
.
Скорость вращения ротора по отношению к магнитному полю в относительных единицах называют скольжением, оно будет равно
ЭДС в одной фазе ротора в указанном режиме работы будет равна
.
2. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ И РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ
2.1. Определить потребляемый ток I1н, параметры Т-образной схемы замещения, электромагнитную мощность Рэм, электромагнитный вращающийся момент Мэм, потери в обмотках статора и ротора Пэ1н, Пэ2н, механические потери Пмех и суммарные потери ∑Пн в нормальном режиме.
Потребляемый ток
А,
где
Параметры Т-образной схемы замещения
Ом.
Ом.
Ом
Номинальное скольжение
Активное сопротивление ротора
Ом
Приведенное активное сопротивление ротора
Ом
Приведенное индуктивное сопротивление ротора
Ом
Электромагнитная мощность
кВт
Скорость вращения магнитного поля
рад/с
Электромагнитный вращающий момент
Н∙м
Электрические потери в статоре
Вт
Электрические потери в роторе
Вт
Суммарные потери в двигателе
Вт
Потери в стали магнитной системы
Вт
Механические потери в двигателе
Вт
2.2. Найти значения активных сопротивлений, при включении которых в цепи фазного ротора асинхронного двигателя по обмоткам статора и ротора протекают номинальные токи в неподвижном состоянии
Ом.
2.3. Определить значения сопротивлений добавочных резисторов в цепи ротора, при которых:
а) пусковой момент равен максимальному (критическому)
Если , то критическое скольжение SKD=1
Ф
Ом
б) частота вращения равна половине номинальной при моменте сопротивления на валу, равном номинальному
, где .
Ом
2.4. Определить токи статора при U1=U1н для режимов п.2.3.а) б)
а) пусковой момент равен максимальному (критическому)
Ом
Решив систему,
получим
А
А
I1=367,7084А
б) частота вращения равна половине номинальной при моменте сопротивления на валу, равном номинальному
Ом
А
А
I1=129,8864 А
2.5. Для режима работы п.2.3 б) определить КПД и сравнить его с номинальным КПД.
Электрические потери в статоре
Вт
Электрические потери в роторе
Вт
Механические потери ПМХω при скорости , отличной от
Вт, где
Частота (скорость) вращения
Номинальный вращающий момент на валу
Н∙м
Мощность на валу при скорости, отличной от номинальной, но при номинальном моменте на валу
Вт
Коэффициент полезного действия в неноминальном режиме
Изменение КПД
2.6. Рассчитать и построить механическую характеристику двигателя
Максимальный (критический) вращающий момент
Н∙м
Коэффициент
Критическое скольжение SKР
2.7. При напряжениях питания больше номинального на 10% и меньше номинального на 15% рассчитать:
а) кратности максимального и пускового моментов
, где
При В
При В
б) момент, развиваемый двигателем при номинальном скольжении
,
где максимальный вращающий момент при напряжении
При напряжении В
Н∙м
При напряженииВ
Н∙м
в) скольжение и частоту вращения ротора при номинальном моменте на валу
При напряжении В
рад/с
При напряженииВ
рад/с
2.8. При номинальном напряжении питания, но при частотах больше номинального на 10% и меньше номинального на 15% рассчитать:
а) кратности максимального и пускового моментов
f*=f1/f1H
,
где
При f*=1
Н∙м
Н∙м
При f*=1,1
Н∙м
Н∙м
При f*=0,85
Н∙м
Н∙м
б) момент, развиваемый двигателем при номинальном скольжении
При f*=1
Н∙м
При f*=1,1
Н∙м
При f*=0,85
Н∙м
в) скольжение и частоту вращения ротора при номинальном скольжении
При f*=1
рад/с
При f*=1,1
рад/с
При f*=0,85
рад/с
2.9. Рассчитать механическую характеристику двигателя при нарушении симметрии питающего напряжения.
U12/U1Н=1
Н∙м
Н∙м
2.10. Определить частоту ЭДС в обмотке статора, наведенной магнитным полем токов обратной последовательности ротора, при нарушении симметрии роторной цепи.
n = 560 об/мин
Токи обратной последовательности ротора создают магнитное поле, вращающееся в противоположном направлении относительно ротора со скоростью
рад/с
Относительно статора это поле вращается со скоростью
рад/с
Частота f12 ЭДС, которую наводит обратно вращающееся магнитное поле в обмотке статора
Гц