Асинхронні двигуни в системах електроприводу
Вихідні дані
асинхронний двигун напруга потужність
Таблиця 1 - Навантаження двигуна по інтервалах часу
Потужність Р, i-тій сходинці () 35940Время t, i щось ступені () 10121567
Синхронна частота обертання двигуна 750 об/хв.
Заданий зниження частоти обертання при номінальному моменті навантаження? n=5.8%
Передбачається, що на холостому ходу в п'ятому інтервалі часу двигун включений в мережу і працює.
Навантажувальна діаграма двигуна будується за даними таблиці. Показана на малюнку 1.
Малюнок 1 - Навантажувальна діаграма асинхронного двигуна
Введення
У процесі вивчення дисципліни «Електричні машини» потрібно виконати курсову роботу, присвячену вибору потужності, пуску, регулювання частоти обертання і розрахунку теплового стану асинхронного двигуна, а також застосуванню його в поширених системах електроприводу.
Основне призначення курсової роботи - закріплення теоретичного матеріалу і вироблення навичок його практичного використання. Методичні вказівки до виконання того чи іншого пункту роботи містять мінімально необхідні відомості з теорії розглянутого питання.
1. Розрахунок еквівалентної потужності і вибір асинхронного двигуна
Розрахуємо еквівалентну потужність двигуна:
(1.1)
За формулою (1.1):
За знайденою еквівалентної потужності вибираємо необхідний двигун за умови:
(1.2)
За довідником вибираємо двигун 4AK160М8У3, має такі параметри:
синхронна частота обертання=750 об/хв;
номінальна потужність PH=7,5 кВт;
номінальне ковзання=6%;
ККД в номінальному режимі=82%;
кратність максимального моменту=3;
робоча напруга ротора=290 В;
робочий струм ротора=16 A;
постійна часу нагріву=24 хв;
сумарний момент інерції, приведений до валу двигуна кг · м2
Двигун серії 4АК з фазним ротором, за способом захисту, виконання IP44, станина і щити, сталеві чи чавунні, висота осі обертання 160 мм, розмір по довжині станини середній, 8 пар полюсів, кліматичне виконання У3.
2. Перевірка обраного двигуна по нагріванню
Вибір АД за умовою (1.2) гарантує, що даний двигун при заданому графіку навантаження задовольняє вимогам по нагріванню, проте доцільно виконати перевірку в навчальних цілях.
Перевірка по нагріванню проводиться за методом середніх втрат. Для цього спочатку визначаються втрати потужності в номінальному режимі за даними каталогу:
(2.1)
Знайдені по рівнянню (2.1) втрати потужності є сумою втрат в міді обмоток статора і ротора, в сталі і механічних. Будемо вважати що механічні втрати залишаються постійними, тоді суму втрат розділимо на 2 групи:
Постійні втрати, або втрати х.х., що включають в себе втрати в сталі, механічних та додаткові;
Змінні втрати в обмотках, що залежать від навантаження.
У більшості випадків дотримуються наступні співвідношення:
(2.2)
(2.3)
Втрати в обмотках є змінними, вони пропорційні квадрату струму або квадрату коефіцієнта навантаження. Виходячи з цього, можна знайти втрати для кожного ступеня графіка навантаження, кВт:
(2.4)
(2.5)
Середні втрати за цикл визначаються за формулою:
(2.6)
Розрахуємо втрати в номінальному режимі за формулою (2.1):
Втрати холостого ходу за формулою (2.2):
Втрати в обмотках при номінальному навантаженні за формулою (2.3):
Коефіцієнти навантаження по щаблях графіка, визначається за формулою (2.4), з якого, у свою чергу визначаються втрати на кожній із ступенів, за формулою (2.5) представлені в таблиці 2.
Приклад:
Таблиця 2 - Коефіцієнт навантаження від потужності i-тій сходинці
i12345 0,40,6671,20,5330 0,7471,0522,1170,880,576
Середні втрати за цикл визначаємо за формулою (2.6):
Перевірка обраного двигун по нагріванню полягає в перевірці наступної умови:
(2.7)
, 223 кВт? 1,646 кВт
Середні втрати за цикл менше допустимих втрат в номінальному режимі, двигун перегріватися не буде.
3. Перевірка обраного двигуна на...
