Курсовая работа (т): Характеристики асинхронного двигателя

Характеристики асинхронного двигателя

Характеристики асинхронного двигателя

Задание

Для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором рассчитать и построить механические характеристики:

. естественную по формуле Клосса;

. естественную по формуле Клосса-Чекунова;

3. искусственную при понижении напряжения питающей сети до значения

. искусственную при понижении частоты тока питающей сети до значения

. искусственную при одновременном понижении напряжения и частоты тока питающей сети до значений и .

. искусственную при понижении частоты тока питающей сети до значения

Каталожные (паспортные) данные асинхронного двигателя типа 4А180М8 ОМ2 такие (см. Приложение, таблица 1):

. мощность  = 15 кВт;

. напряжение (линейное) = 380 В;

. частота вращения = 735 об/мин;

. номинальный ток = 32 А;

. коэффициент мощности = 0,82;

. кратность максимального момента  2;

. кратность пускового момента = ;

. кратность пускового тока = 6,5.

1. Расчет исходных данных двигателя

. В условном обозначении типоразмера двигателя 4А180М8 ОМ2 число 8 - это число полюсов обмотки статора, т.е. 2р = 8, откуда число пар полюсов р = 4;

. синхронная угловая скорость ротора

(радиан в секунду)

. номинальная угловая скорость ротора

. номинальное скольжение

. критическое скольжение

=  = 0,074

. критическая угловая скорость

. номинальный момент двигателя (на валу)

Нм

. максимальный момент двигателя

= 2*184,98 = 369,96 Нм

. пусковой момент двигателя

Нм

. пусковой ток двигателя

 = 6,5*32 = 208 А

. Расчет и построение естественной механической характеристики двигателя по формуле Клосса

В чистом виде уравнение электромеханической характеристики ω(М) неудобное для анализа, а тем более для расчета и построения её графика.

Поэтому на практике для построения механической характеристики двигателя используется довольно простая формула Клосса, представляющую собой зависимость электромагнитного момента от скольжения ротора, т.е. , а не ω(М):

(1)

Поскольку в теории электропривода механическая характеристика - зависимость угловой скорости от момента двигателя, т.е. , а формула Клосса - зависимость М(s), поступают так: задаются значениями скольжения от s = 0 (режим идеального холостого хода) до s = 1 (режим пуска) и подставляют эти значения одновременно в две формулы:

а) формулу Клосса, которая для данного случая имеет вид

б) формулу угловой скорости ротора, которая для данного случая имеет вид

   (2).

В этом случае для каждого нового значения скольжения s рассчитываются два параметра: момент М и угловая скорость ω, представляющие собой координаты точек механической характеристики ω(М), что и требовалось найти.

Результаты расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1

Координаты точек механической характеристики асинхронного двигателя (формула Клосса)

График этой механической характеристики А1-В1-С1 обозначен на рис.1 цифрой «1».

Рис. 1. Механические характеристики асинхронного двигателя типа 4А200М6 ОМ2 естественные по формуле Клосса (1) и Клосса-Чекунова (2); искусственные при снижении напряжения (3), частоты тока (4) и одновременно напряжения и частоты тока (5)

На этой и остальных характеристиках буквенные обозначения соответствуют таким режимам:

точка А - пуск двигателя;

точка В - работа с критическими моментом и частотой вращения;

точка С - режим идеального холостого хода.

. Расчет и построение естественной механической характеристики двигателя по формуле Клосса-Чекунова

Исходная формула Клосса позволяет с достаточной точностью построить механическую характеристику только на её рабочем участке, т.е. в пределах скольжения от  до .

На участке при скольжении <<1 (пусковой участок) формула Клосса дает недопустимые погрешности. Поэтому для расчета и построения пускового участка механической характеристики используется уточненная формула Клосса-Чекунова, предложенная профессором Чекуновым К.А. (б. Николаевский кораблестроительный институт).

,

которая для данного случая примет вид

= .

Подставляя значения от  = 0,074 до s = 1, находим значения момента двигателя по формуле Клосса-Чекунова и сводим значения скольжения и момента в таблице 2.

Таблица 2

Координаты точек механической характеристики (формула Клосса-Чекунова)

График этой механической характеристика - В1-С1 обозначен на рис. 5 цифрой «2». Следует обратить внимание, что рабочие участки В1-С1 механических характеристик «1» и «2» совпадают.

. Расчет и построение искусственной механической характеристики при снижении напряжения сети до значения

Пусковой момент

118,38 Нм

максимальный (критический) момент

= 369,96*= 236,77 Нм

искусственная характеристика строится по трем точкам:

А2 (пуск),  Нм, = 0;

В2 (критические момент и угловая скорость),

=236,77 Нм, = =72,69

С1 (идеальный холостой ход), , 78,5 .

График этой механической характеристика А2-В2-С1 обозначен на рис. 1 цифрой «3».

. Расчет и построение искусственной механической характеристики при снижении частоты сети до значения f' = 0,8

Пониженная частота тока

= 0,8*50 = 40 Гц

относительная частота тока

=

соотношение пускового и максимального моментов

=

уравнение искусственной механической характеристики

=  

угловая скорость

= (1 - ) = =

для расчёта координат точек искусственной механической характеристики по формуле Клосса задаемся значениями скольжения от s = 1 (пуск) до s = 0 (идеальный холостой ход) и подставляем их в формулы пунктов 4 и 5

Данные расчёта сведём в таблицу 3

асинхронный двигатель характеристика

Таблица 3

Координаты точек механической характеристики при f' = 0,8

График этой механической характеристика А3-В3-С2 обозначен на рис.1 цифрой «4».

6. Построение графика искусственной механической характеристики при одновременном снижении частоты сети до значения  и напряжения до значения  

. При одновременном снижении частоты и напряжения сети по закону  критический момент двигателя не изменяется:

= 369,96

. угловая скорость идеального холостого хода

= =

. критическое скольжение

. критическая угловая скорость

62,8(1 - 0,0925) = 56,99 ≈ 57

. искусственная характеристика строится по двум точкам (рис.5, характеристика 5): - В4 (критические момент и угловая скорость), ,

;