Электрическая схема включения двигателя.

Данный в варианте двигатель имеет характеристики, представленные в таблице 1:

Таблица 1 – Характеристики двигателя

Номер варианта
кВт	В	А	Об/мин	Ом	Ом	%
					0, 0504

Электрическая схема включения двигателя представлена на рисунке 1:

Рисунок 1 - Электрическая схема включения двигателя параллельного возбуждения

Определение номинального тока возбуждения, номинального тока якоря, номинального момента на валу двигателя.

При работе обмотки электрических машин нагреваются, что вызывает изменение их электрического сопротивления. Поэтому сопротивление обмоток необходимо, в соответствии с ГОСТ 183-74, привести к расчетной температуре 75°С (в таблице вариантов даны сопротивления при 20°С):

(1)

, где α =0, 004 -температурный коэффициент сопротивления меди.

R_ов75^o _C = 11 Ом 1, 22 = 13, 42 Ом, (2)

R_яц75^o _C = 0, 0504 Ом 1, 22 = 0, 0615 Ом. (3)

Ток возбуждения равен:

I_в = = 8, 2 А. (4)

Согласно уравнению баланса токов для двигателей параллельного и смешанного возбуждения, ток якоря будет равен:

I_я = I_ном - I_в = 222 А – 8, 2 А = 213, 8 А. (5)

Номинальный момент на валу двигателя равен:

M_ном = , в свою очередь = 62, 8 рад/с. (6)

Исходя из (6), получаем:

M_ном = 315, 3 Н . (7)

3. Расчет механической характеристики .

Естественная характеристика.

Первым делом найдем значение коэффициента СФ_ном, он равен:

СФ_ном = = = 1, 542 В . (8)

Уравнение механической характеристики:

(9)

Угловая скорость вращения двигателя в режиме идеального холостого хода:

ω ₀ = = 71, 336 рад/с. (10)

Уравнение механической характеристики можно представить в упрощенном виде:

ω = ω ₀ - ∆ ω. (11)

3.2. При сопротивлении регулировочного реостата в цепи якоря , , .

R_g = 5R_яц75^o _C = 0, 3075 Ом. (12)

. (13)

3.3 При пониженном напряжении на якоре , , .

U = 0, 6U_ном = 66 В => ω ₀_b = = 42, 8 рад/с. (14)

3.4 При ослабленном магнитном потоке , ,

СФ = СФ_ном 0, 8 = 1, 234 В с, ω в₀ = = 89, 141 рад/с. (15)

Результаты расчета представлены в таблице 2:

Таблица 2 – Результаты расчета

Тип механической характеристики			0, 25	0, 5	0, 75		1, 25
Естественная	М, Нм	71, 336	69, 297	67, 258	65, 22	63, 181	61, 142
Искусственная	М, Нм	71, 336	59, 103	46, 871	34, 638	22, 405	10, 173
Искусственная при пониженном напряжении	М, Нм	42, 8	40, 761	38, 722	36, 684	34, 645	32, 606
Искусственная при ослабленном магнитном потоке	М, Нм	89, 141	85, 957	82, 774	79, 59	76, 407	73, 223

Все четыре характеристики представлены на графике, который изображен на рисунке 2:

Рисунок 2 – Механические характеристики двигателя

4. Определение процентного изменения скорости вращения для каждой характеристики и диапазона регулирования при .

Процентное изменение скорости вращения находится по следующей формуле:

(16)

∆ ω % = 11, 432 %, (естественная характеристика)

∆ ω _а% = 68, 592 %, (искусственная)

∆ ω _b% = 19, 054 %, (при пониженном напряжении)

∆ ω _в% = 14, 285 % (при ослабленном магнитном потоке).

Диапазон регулирования равен:

D = = = 3, 41. (17)

Расчет сопротивления пускового реостата.

Выражение для определения сопротивления пускового реостата:

= 0, 257 Ом – 0, 0615 Ом = 0, 1955 Ом. (18)

Определение тока якоря, который был бы при непосредственном включении двигателя в сеть, его кратность по отношению к номинальному значению.

I_{яц. пуск} = = 1788, 618 А. (19)

. (20)

Как видно из результатов пусковой ток превосходит номинальный в восемь раз, что недопустимо. Отсюда можно сделать вывод, что метод непосредственного включения для этого двигателя не рентабелен.

7. Величина сопротивления динамического торможения .

Ток якоря в режиме динамического торможения определяется:

. (21)

Отсюда сопротивление динамического торможения будет

. (22)

Согласно условию: . ПротивоЭДС E из уравнения электрического равновесия двигателя определяется по формуле:

= 110 В – 0, 0615 Ом 213, 8 А = 96, 85 В. (23)

Исходя из (22) и (23), получаем:

R_gm = 0, 291 Ом – 0, 0615 Ом = 0, 2295 Ом. (24)

Полные потери мощности в двигателе при работе в номинальном режиме.

Определяются по следующей формуле:

P_пот = U_ном I_ном – P_ном = 24, 42 кВт – 19 кВт = 5, 42 кВт. (25)

Исследование КПД двигателя при различных режимах.

Номинальная нагрузка.

η _ном = = 81, 58 %. (26)

Реостатная характеристика.

η _a = = 28, 93 %. (27)

Пониженное напряжение.

η _b = = 74, 55 %. (28)

Ослабленный магнитный поток.

η _в= = 79, 51 %. (29)

Задача № 2

Задание:

1. Начертить электрическую схему включения обмотки статора асинхронного двигателя соответственно линейному напряжению Вашего варианта.

2. Определить:

2.1. Активную, реактивную и полную мощности, потребляемые двигателем из сети при номинальном режиме.

2.2. Номинальный и пусковой токи; номинальный, пусковой и максимальный моменты двигателя.

2.3. Частоту вращения магнитного поля статора, номинальное и критическое скольжение.

2.4. Полные потери мощности в двигателе при номинальном режиме работы.

3. Рассчитать и, построить зависимость частоты вращения ротора двигателя от величины механического момента, приложенного к его валу.

4. Исследовать зависимость частоты ЭДС и тока, электрических потерь в роторе от скольжения.

5. Сделать выводы по результатам выполненной работы.

Выполнение работы.

⇐ Предыдущая 12