Основные теоретические положения к задаче №5

Мощность Р₁, потребляемая двигателем из сети, складывается из полезной мощности на валу двигателя Р_2Ни величины потерь в двигателе DР.

Р₁ = Р_2Н + DР, кВт.

Эти потери состоят из электрических потерь в обмотках статора и ротора, потерь на перемагничивание стали и механических потерь, определяющих КПД двигателя η в номинальном режиме:

, %.

Мощность, потребляемая двигателем в номинальном режиме определяется формулой

, кВт.

Частота вращения поля статора асинхронного двигателя п₁ (синхронная частота вращения) прямо пропорциональна частоте сети f и обратно пропорциональна числу пар полюсов р:

, об/мин.

G Внимание! В эту формулу следует подставлять не число полюсов 2р, а число пар полюсов р (т.е. в два раза меньше заданного числа полюсов).

Скольжение двигателя S характеризует степень отставания частоты вращения ротора п₂ от частоты вращения поля статора п₁:

.

Номинальным режимом называют режим работы двигателя, когда при номинальных (определенных паспортом двигателя) значениях напряжения питания U₁ = U_Л, частоты тока статора, равной частоте сети f и номинальном моменте нагрузке на валу М_Н, ротор двигателя развивает номинальную частоту вращения п_2Н, об/мин. Поэтому скольжение в номинальном режиме

.

Угловая скорость вращения ротора w_2Н связана с его частотой вращения п_2Н (в номинальном режиме):

, рад/с.

Активная мощность Р_1Н, потребляемая из сети трехфазным асинхронным двигателем в номинальном режиме, определяется выражением:

, кВт.

Следовательно, номинальный ток двигателя I_1Н

, А.

Кратность пускового тока К_I определяет отношение пускового тока I_1П к току двигателя в номинальном режиме I_1Н

К_I = I_1П/I_1Н.

Из этой формулы можно определить пусковой ток двигателя I_1П.

При номинальной полезной мощности Р_2Н ( мощности на валу ) двигатель развивает на валу номинальный вращающий момент М_Н

, Нм.

Пусковой момент М_П и максимальный момент М_М определяются из соответствующей кратности пускового момента

К_П = М_П/М_Н

и кратности максимального момента

К_М = М_М/М_Н,

которая определяет перегрузочную способность двигателя.

Критическое скольжение двигателя S_КР, соответствует критическому (максимальному) моменту М_М, развиваемому двигателем и приближенно рассчитывается по формуле

.

Для построения механической характеристики М(S), определяемой зависимостью вращающего момента М от скольжения S, следует использовать характерные точки на кривой, связанные с режимом работы двигателя:

• режим идеального холостого хода (S = 0, М =0);
• номинальный режим (S = S_Н, М = М_Н);
• максимальный момент (S = S_КР, М = М_М);
• начальный момент пуска (S = 1, М = М_П).

Помимо этих точек для вычерчивания кривой механической характеристики следует задаться пятью дополнительными значениями скольжения, которые определяется через величину критического скольжения:

S₁ = 0, 1S_КР;

S₂ = 0, 3S_КР;

S₃ = 0, 4S_КР;

S₄ = 0, 6S_КР;

S₅ = 0, 8S_КР.

Для этих значений скольжения нужно определить соответствующие вращающие моменты с помощью приближенной формулы:

, Нм.

Здесь текущий индекс i = 1, 2, 3, 4, 5.

Далее следует свести рассчитанные значения скольжений и моментов в таблицу 1.7 и по полученным данным построить механическую характеристику М(S).

Механическая характеристика строится в координатных осях
М-S на поле с вычерченной координатной сеткой. При этом величины скольжения S откладываются по горизонтальной оси абсцисс в относительные единицах (о.е.) от 0 до 1, а величины вращающего момента М откладываются по вертикальной оси ординат в Нм.

Ось абсцисс должна иметь равномерную шкалу для скольжений S от нуля (начало координат, соответствующее режиму идеального холостого хода) до единицы – режим пуска.

На шкале оси ординат (шкала моментов) выбор цены деления (в единицах – Нм) из десяти делений зависит от полученной в расчете величины максимального момента М_М. Верхний предел шкалы моментов выбирается из любого числа следующего ряда чисел: 1; 2; 2, 5; 5, или из кратного этому числу (умноженному на 10 в положительных или отрицательных степенях целых чисел). При этом следует исходить из того, что координатная точка максимального момента (М_М, S_КР) должна по возможности находится вблизи верхней границы координатной сетки.

В качестве примера допустим, что расчетная величина максимального момента М_М составляет 38, 2 Нм. Устанавливаем верхнее значение шкалы моментов – 50 Нм. При этом цена одного деления шкалы при десяти делениях на оси моментов М будет составлять 50/10=5 Нм/дел.

 

Equation.DSMT4

№ п/п	Скольжение S	Момент М, Нм	Режим работы двигателя
	S0		М0		Холостой ход
	S1	Equation.DSMT4	М1	Equation.DSMT4	Equation.DSMT4
	SН	Equation.DSMT4	МН	Equation.DSMT4	Номинальный режим
	S2	Equation.DSMT4	М2	Equation.DSMT4	Equation.DSMT4
	S3	Equation.DSMT4	М3	Equation.DSMT4	Equation.DSMT4
	S4	Equation.DSMT4	М4	Equation.DSMT4	Equation.DSMT4
	S5	Equation.DSMT4	М5	Equation.DSMT4	Equation.DSMT4
	SКР	Equation.DSMT4	ММ	Equation.DSMT4	Максимальный момент
	SП		МП	Equation.DSMT4	Пусковой режим

Таблица 1.7Equation.DSMT4

 

На построенной механической характеристике следует выделить характерные точки, соответствующие пуску, номинальному режиму, максимальному моменту, холостому ходу.

На рис. 1.8 представлена электрическая схема управления асинхронным двигателем с применением нереверсивного магнитного пускателя.

Рис. 1.8. Схема управления трехфазным асинхронным двигателем с применением нереверсивного магнитного пускателя

Схема управления обеспечивает: пуск и остановку двигателя, защиту его от перегрузки и коротких замыканий, а также защиту двигателя от самозапуска.

Схема состоит из силовой цепи и цепи управления.

Силовая цепь содержат (по вертикали сверху вниз):

• автоматический трехполюсный выключатель В, включающий и отключающий схему от трехфазной питающей сети (линии А, В, С), а также защищающий схему от коротких замыканий и токовых перегрузок;
• главные (силовые) контакты магнитного пускателя К;
• нагревательные элементы теплового реле F₁ и F₂;
• трехфазный асинхронный двигатель М.

Цепь управления включает в себя (по горизонтали слева направо):

• кнопки управления (кнопка «стоп» – S₁ и кнопка «пуск» – S₂);
• катушку линейного контактора К;
• размыкающие контакты теплового реле F₁ и F₂;
• блокировочный контакт (блок-контакт) К контактора.

Для пуска трехфазного асинхронного двигателя вначале включают трехполюсный выключатель В и нажимают пусковую кнопку S₂, тем самым подключая цепь управления к линиям В и С трехфазной сети (см. рис. 1.8). Через катушку линейного контактора К начинает протекать ток, вызывающий притягивание якоря контактора и замыкание в силовой цепи 3-х главных контактов К линейного контактора. Одновременно с этим замыкается блокировочный контакт К контактора, шунтирующий пусковую кнопку S₂ и поэтому эту кнопку можно отпустить.

Для отключения двигателя от трехфазной сети и его остановки необходимо нажать кнопку «стоп» S₁. При этом цепь управления разомкнется, катушка контактора К будет обесточена, якорь контактора выпадет и разомкнет связанные с ним главные контакты К, тем самым отсоединяя двигатель М от трехфазной сети.

Защита трехфазного асинхронного двигателя от длительной перегрузки обеспечивается двумя тепловыми реле, нагревательные элементы F₁ и F₂ которых включены в две линии силовой цепи, а нормально-замкнутые контакты F₁ и F₂ тепловых реле включены последовательно в цепь управления. При появлении перегрузки двигателя токи в фазах обмотки статора возрастают, превышая номинальное значение токов I_1Н. Допускается превышение тока (1, 1–1, 15)I_1Н, на который и настраивают тепловые реле. Нагревательные элементы при прохождении через них повышенных значений токов нагревают и деформируют (изгибают) установленные в реле биметаллические пластины, которые через простую кинематическую связь при изгибе размыкают контакты F₁ и F₂ тепловых реле. Вследствие этого размыкается цепь управления и затем – главная цепь, отключая перегруженный двигатель от сети. При срабатывании теплового реле (размыкание контактов F₁ и F₂) его можно через определенное время вернуть в исходное состояние с замкнутыми контактами F₁ и F₂, нажав на установленную в реле кнопку возврата.

Защита от самозапуска заключается в предотвращении самопроизвольного пуска работавшего двигателя после перерыва электропитания и обеспечивается самим линейным контактором. При исчезновении напряжения катушка контактора К в цепи управления обесточивается, размыкаются три главных контакта в силовой цепи К, обесточивая двигатель, размыкается и блокировочный контакт К контактора в цепи управления, шунтировавший пусковую кнопку S₂. Поэтому новый пуск двигателя возможен лишь после нажатия этой кнопки оператором.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ВНЕШНЕЙ ПОЛИТИКИ
2. I. Основные параметры цунами
3. I. Основные теоретические сведения
4. I. Основные этапы становления и развития физической культуры в России и зарубежных странах
5. I. ПОЛОЖЕНИЯ И НОРМЫ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА, В ОБЛАСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ПРОПАГАНДЫ И ОБУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ МЕРАМ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
6. I. Рабочее тело и параметры его состояния. Основные законы идеального газа.
7. II. Основные положения по организации практики
8. II. Основные цели и задачи Совета
9. III. Краткие теоретические сведения
10. III. Основные функции и полномочия Управления
11. VI. Краткие теоретические сведения.
12. VIII. Краткие теоретические сведения.