2-66_Электрические машины
.docТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)
Контрольная работа№2
по дисциплине «Электрические машины»
Вариант№66
ВЫПОЛНИЛ
2002г.
-
Номинальные данные АД
напряжение статора 380/220
частота напряжения статора 50
мощность 0,75
номинальный ток фазы статора 2,2
кратность пускового тока 5
перегрузочная способность про моменту 2,2
скорость вращения об/мин 1370
коэффициент мощности 0,72
момент инерции ротора 0,15
-
Рассчитать
-
Параметры и величины естественной М.Х.; записать по ним формулу этой М.Х.
-
Сопротивления обмоток.
-
Параметры и формулу искусственной М.Х. при пуске АД с ограничением пускового тока в пределах = 2,5 за счёт .
-
Параметры и формулы М.Х. динамического торможения.
-
Параметры и формулы искусственных М.Х. при частотах и для закона .
-
Время прямого пуска и динамического торможения при моменте нагрузки .
-
Время приёма и сброса нагрузки на естественной М.Х..
-
Время торможения до останова свободным выбегом при заданном в пункте 2.6. моменте нагрузки на валу двигателя.
-
Входную мощность и КПД двигателя на естественной М.Х. при номинальном моменте нагрузки ().
-
-
Построить.
-
Механические характеристики АД в относительных единицах с параметрами, рассчитанными в пунктах 2.1. – 2.5. задания.
-
Диаграммы для момента и скорость прямого пуска и динамического торможения при .
-
Решение вопросов, поставленных в контрольной работе
-
Параметры и величины естественной М.Х.
-
Номинальное скольжение
-
где =1500 об/мин, как ближайшая величина к значению =1370 об/мин.
1.2. Угловые скорости
- синхронная,
- нормальная.
-
Номинальный момент двигателя
-
Критический момент
В относительных единицах величина является номинальным параметром АД, приведена выше в исходных данных для контрольной.
-
Критическое скольжение
-
Уравнение естественной М.Х. в относительных единицах:
Естественная М.Х. по формуле (1) построена на рис. 1.
-
Пусковой момент на естественной М.Х. определяется по выражению (1) при S = 1
Т.к. , двигатель запустится при номинальном моменте нагрузки.
2. Сопротивление обмоток
2.1. Суммарное индуктивное сопротивление обмоток АД при допущении .
Формула получена при решении выражений 4.27 и 4.28 методического пособия.
известно по исходным данным. .
Получаем:
2.2. Активные сопротивления.
В формуле принимаем .
Получаем .
3.Параметры искусственной М.Х. при ограничении пускового тока
за счёт .
3.1. Критический момент:
3.2. Критическое скольжение:
-
Уравнение искусственной механической характеристики:
Характеристика по формуле (2) построена далее на рис.2.
4. Параметры М.Х. динамического торможения.
4.1. Индуктивные сопротивления контура намагничивания :
4.2. Максимальный (критический) момент М.Х. динамического торможения:
В относительных значениях: .
Из-за небольшого момента его можно увеличить до значения . Допускается увеличение до за счёт постоянного напряжения статора.
4.3. Критическая относительная скорость при .
4.4. Критическая относительная скорость при добавочном сопротивлении в цепи ротора.
Здесь можно принять , т.к. можно выбрать любое значение от до 1.
Для обеспечения потребуется добавочное сопротивление в каждую фазу ротора:
Добавочное сопротивление больше собственного сопротивления фазы ротора в:
раз.
4.5. Выражение М.Х. динамического торможения при :
4.6. Выражение М.Х. динамического торможения при наличии :
Характеристики по формулам 3 и 4 построены на рис.3 и 4 слева от оси ординат
-
Параметры искусственной М.Х. при .
Рассчитываем эти параметры для выполнения условия .
-
Для пониженной частоты получаем:
;
(не зависит от );
5.2. Для повышения частоты :
Для расчётов искусственных М.Х. принимаем .
5.3. Выражения для М.Х. при :
6. Время приёма и сброса нагрузки на естественной М.Х.
Определяется четырьмя электромеханическими постоянными времени механической характеристики:
где ;
Получаем:
-
Время торможения выбегом.
где
Получаем:
8. Выходная мощность и КПД естественной М.Х.
Входная мощность:
КПД:
9. Длительность прямого пуска под нагрузкой
Время пуска:
где
В системе Mathcad можно принять . Задача решается при следующей записи:
Далее записываются формулы 7 – 14. Расчёт производился программой MathCad v.8rus.
Получили время пуска: .
10. Время динамического торможения.
Расчёт производится программой MathCad v.8rus.
Для этого записываем:
Получили время динамического торможения:
11. Построение механических характеристик
Расчёты и графики выполнены с помощью программы MathCad v.8rus.
Г рафик М.Х. по формуле (1). Рис.1.
Г рафик М.Х. по формуле (2). Рис.2.
Г рафик М.Х. по формуле (3). Рис.3.
Г рафик М.Х. по формуле (4) Рис.4.
Г рафик М.Х. по формуле (5). Рис.5.
Г рафик М.Х. по формуле (6). Рис.6.
Список литературы:
-
Обрусник В.П.. Электрические машины: Учебное пособие. – Томск: ТМЦ ДО, 2001. –166 с.