1. В соответствии с номером «14» электродвигатель выбирается из таблицы 1

Электродвигатель: АО2–22–4

Р_н = 1,5 кВт; КПД = 80%; Cos = 0,81; Ki= 5; µп=1,8; µк = 2,2;

n_н = 1465 мин;n₀= 1500 мин

А – вид двигателя (асинхронный);

О – закрытого обдуваемого исполнения со станиной и щитами из чугуна;

2 – обозначение новой серии;

2– порядковый номер габаритного размера;

2 –маркировка длины сердечникастатора;

4 – полюса.

Дать определения:

Р_Н – это номинальная мощность электродвигателя, 1,5 кВт;

КПД – это отношение полезной механической мощности, развиваемой; электродвигателем, к электрической мощности, потребляемой из сети и определяется по формуле:

,

Cos – это коэффициент мощности

Ki – это кратность пускового тока – отношение начального пускового тока к номинальному току двигателя;

µп – это кратность пускового момента – отношение пускового к номинальному моменту двигателя ;

n_н – это номинальная частота вращения ротора, мин^-1;

n₀ – это частота вращения магнитного поля статора.

µ_к -

В соответствии с номером «14» выбирается из таблицы метод определения «начала» и «конца» фазных обмоток элек­тродвигателя.

Маркировка концов, т.е. определение «начал» и «концов» фаз обмотки, определяется методом трансформации (см. рис.). При этом соединяют две любые фазы обмотки последовательно и подключают их в сеть переменного тока на пониженное напряжение, а к свободной фазе подключают электрическую лампочку или вольтметр и замеряют показания вольтметра или степень накала лампочки.

Если вольтметр дает показания или лампочка загорается ярко, то это соответствует соединению между собой двух разноименных выводов («конец» с «началом» или «начало» с «концом»). Если лампочка имеет слабый накал или показания вольтметра отсутствуют (либо малы), то это

соответствует соединению между собой двух одноименных выводов фаз («конец» с «концом» или «начало» с «началом»). Следовательно, можно нанести на две последовательные фазы обмотки маркировку («н» - начало, «к» - конец), при этом безразлично, которые из них назвать началами, которые – концами. Для маркировки третьей фазы обмотки нужно повторить опыт, соединив последовательно немаркированную фазу обмотку с любой маркированной. Чтобы избежать перегрева обмотки, этот опыт нужно проводить быстро (в течение 10…15 с).

Рис. Определение начала и концов фазных обмоток

Расчет механической характеристики электродвигателя

Определение номинального момента двигателя производится по формуле:

(1)

2. В соответствии с номером «14» из таблицы 3 выбирается загрузка электродвигателя и время его работы.

Р₁=10%; Р₂=0%; Р₃=39%; Р₄=30%; Р₅=15%; Р₆=60%; Р₇=0%; Р₈=110%; Р₉=105%; Р₁₀=40%.

t1=20; t₂=50; t₃=150; t₄=60; t₅=35; t₆=65; t₇=140; t₈=30; t₉=50; t₁₀=20.

Фактическая мощность рассчитывается по формуле:

(7)

где

Р_факт – фактическая мощность на валу электродвигателя на временном интервале t_n, кВт;

Р_ном – номинальная (паспортная) мощность электродвигателя, кВт;

– мощность электродвигателя в % от номинальной на вре­менном интервале t_n, кВт.

Таблица 2 - Расчетные данные нагрузочной диаграммы двигателя, кВт

Pn	10	0	39	30	15	60	0	110	105	40
Pфакт	0,15	0	0,58	0,45	0,22	0,9	0	1,65	1,57	0,6
С	20	70	220	280	315	380	520	550	600	620

Эквивалентная мощность электродвигателя для данного графика загрузки рассчитывается по формуле:

(8)

Коэффициент загрузки электродвигателя для данного графика нагрузок определяется по формуле:

(9)

Вывод: Данный двигатель по мощности используется не эффективно, т.к. его загрузка не превышает 38,6 % номинальной.

3. В соответствии с номером «14» из таблицы 4 выбирает­ся способ пуска электродвигателя: U=380 К_е=1,5

Рис. 4. Схема запуска при помощи автотрансформатора

Автотрансформаторный пуск (рис. 2) проводят в следующем порядке. Включают выключатель B₃, при этом образуется схема автотрансформатора, затем включают выключатель В₁, и на зажимы двигателя подается пониженное напряжение:

(10)

где U – напряжение, подаваемое на двигатель после автотрансформатора;

U₁ - напряжение питающей сети (условно отнесенное к фазе; это относится и к другим величинам);

k_e— коэффициент трансформации автотрансформатора. Двигатель запускается, причем начальный пусковой ток, в соответствии с уменьшением напряжения в k_e раз, уменьшится также в k_e раз по сравнению с током при прямом пуске:

(11)

Считая пусковую мощность и со стороны двигателя, и со стороны сети одинаковой, имеем:

, (12)

где I_Х — пусковой ток сети.

После разворота двигателя выключатель В₃ выключается. Двигатель оказывается присоединенным к сети через реактивное сопротивление, которым является обмотка автотрансформатора, что снижает толчок тока при переключении. После включения выключателя В₃ автотрансформатор шунтируется, и двигатель оказывается присоединенным непосредственно на напряжение сети U_л..

Начальный пусковой момент при автотрансформаторном пуске по сравнению с начальным моментом при прямом пуске уменьшается в соответствии со снижением подводимого к двигателю напряжения:

(13)

где М_ат.— начальный пусковой момент при пуске через автотрансформатор;

М_пр.— начальный пусковой момент при прямом пуске.

Этот способ пуска, как и предыдущий, возможен лишь в тех случаях, когда момент сопротивления рабочей машины при пуске невелик.

Так как полная мощность на зажимах двигателя уменьшается в k_e раз по сравнению с мощностью при прямом пуске, то автотрансформаторный пуск сравнительно экономичен.

Недостатком этого способа является усложнение схемы и удорожание за счет пусковой аппаратуры. Рассчитывают пусковые автотрансформаторы на кратковременную работу.

Мощность потребляемая электродвигателем из сети рассчитыва­ется по формуле:

кВт (14)

Номинальный ток электродвигателя определяется по формуле:

(15)

Пусковой ток электродвигателя при прямом пуске определяется по формуле:

(16)

Пусковой ток при пуске с помощью автотрансформатора уменьшится в К_е=1,5 раза и будет равен 3,5 А.

Пусковой момент будет равен