Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

АЭП - Барулин

.doc
Скачиваний:
151
Добавлен:
15.03.2015
Размер:
169.47 Кб
Скачать

Задание:

Для системы трехфазный асинхронный двигатель – рабочая машина (двигатель питается от сети напряжением 380В)

  1. По данным нагрузочной диаграммы, используя метод эквивалентных величин, определить необходимую мощность приводного электродвигателя по нагреву. Выбрать по каталогу в качестве приводного электродвигателя четырехполосный асинхронный двигатель общего назначения серии 4А или двигатель с.-х. назначения.

  2. Рассчитать и построить механическую характеристику электродвигателя ω=f1(Mдв), определить мощность, потребляемую из сети в номинальном режиме, номинальный и пусковой ток электродвигателя.

  3. Рассчитать и построить на том же графике механическую характеристику рабочей машины ω=f2(Mс), приведенную к угловой скорости вращения вала электродвигателя.

  4. Определить графоаналитическим методом (методом площадей) продолжительность пуска электродвигателя с нагрузкой при номинальном напряжении.

  5. Оценить условия запуска электродвигателя с нагрузкой при снижении питающего напряжения на ΔU %.

Решение:

Вариант 63.

Р1, кВт

Р2, кВт

Р3, кВт

Р4, кВт

t1, мин

t2, мин

t3, мин

t4, мин

ηпер

Nрмн, об/мин

Мрмн, Н*м

Jрм, кг*м2

α

7

16

0,1

14

15

18

22

24

0,9

1420

70

0,04

2

Пункт 1.

Эквивалентная по нагреву мощность нагрузки на валу элетродвигателя рассчитывается по выражению:

г

кВт,

де Рi - мощность на валу электродвигателя в i-й период работы;

ti - продолжительность i-го периода работы, мин;

n – количество периодов нагрузки.

Мощность электродвигателя при его полном охлаждении во время паузы в работе выбирают по каталогу исходя из условия:

,

где Рн – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

рм – коэффициент механической нагрузки.

Коэффициент механической перегрузки рм определяется через коэф. тепловой перегрузки двигателя рт:

,

tр – полная продолжительность работы электродвигателя с переменной нагрузкой, мин;

Тн – постоянная времени нагрева электродвигателя, мин;

Постоянную нагрева Тн принять для ориентировочного выбора мощности электродвигателя по (2), где Тн=20мин.

Анализируя вышенаписанные формулы можно установить, что при tp>90 мин рт =1, а следовательно, и рм=1.

Католожные параметры двигателя свести в таблицу 1.

Таблица 1.

Каталожные параметры электродвигателя

Тип

электродвигателя

Рн ,

кВт

Uн ,

В

Мм*

Мп*

Мк*

со

η , %

Sн

In*

4А132М4У3

11

380

1,7

2,3

3

0,87

87,5

0,02

7,5

nн(об/мин) = 1460

Мм* - кратность минимального вращающего момента электродвигателя по отнашению к номинальному моменту;

Мп* - кратность пускового вращающего момента электродвигателя по отнашению к номинальному моменту;

Мк* - кратность макмимального вращающего момента электродвигателя по отнашению к номинальному моменту;

- номинальное скольжение электродвигателя, соответствующее номинальному вращающему моменту;

- синхронная частота вращения электродвигателя (магнитного поля статора), об/мин;

- число пар полюсов электродвигателя (ближайшее меньшее целое число); Следовательно р = 2;

f = 50Гц – частота тока в электрической сети;

In* - кратность пускового тока

Ток, потребляемый двигателем в номинальном режиме работы определяется по формуле:

А

где Uн – номинальное напряжение электродвигателя;

соsφн – коэффициент мощности;

ηн – коэффициент полезного действия;

Пусковой ток:

=7,5*21,98=164,85А

где In* - кратность пускового тока.

Пункт 2.

Механическую характеристику асинхронного электродвигателя ω=f1(Mдв) строят на основании расчета его вращающих моментов для угловых скоростей, соответствующих сколжениям:

S=0; S=Sн; S=0.1; S=Sк; S=0.4; S=Sм=0.8; S=1.

Вращающим пусковой момент электродвигателяпри S=1 (ω=0) следует определить используя кратность пускового момента момента М*п, а минимального при S =0,8 – используя кратность минимального момента М*м по выражению:

=71.9*2.3=165.37 Н*м

=71.9*1.7=112.23 Н*м

где

=1100/152.8=71.9 Н*м - номинальный вращающий момент электродвигателя;

=0,105*1460=152.8, 1/с - номинальная угловая скорость электродвигателя, (nн – номинальная частота вращения, об/мин)

Остальные вращающие моменты электродвигателя для скольжения от 0 до 0,4 рассчитываются на основании упрощенной формулы Клосса:

Н*м

где =71.9*3=215.7, Н*м - максимальный вращающий момент электродвигателя;

- критическое скольжение электродвигателя, соответсвующее максимальному вращающему моменту.

Н*м

Н*м

Данные расчета механической характеристики ω=f1(Mдв) свести в таблицу 2. Переход от скольжения к угловой скорости произвести по формуле:

=157*(1-0.11)=139.73, 1/с

где 1/с - синхронная угловая скорость вращения вала электродвигателя.

Таблица 2.

Данные к построению механической характеристики асинхронного двигателя

S

0

Sн=0,02

0.1

Sк=0,11

0,4

0,8

1,0

ω , 1/с

ω0=157

ωн=152,8

141.3

ωк=139,73

94.2

ωм=31.4

0

М, Н*м

0

М0=75,92

214,7

Мк=215,7

110.2

Мм=122.23

Мп=165.37

При построении механических характеристик ω=f1(Mдв) значения ω располагают по оси ординат (функция), а значения М – по оси абсцисс (аргумент).

Интерполируя механическую характеристику двигателя в ее пусковой части, следует учесть, что при скольжении S>Sк формула Клосса занижает действительные вращающие моменты. В частности для S=0,4 вращающий момент вычисленный по ней будет несколько занижен.

Пункт 3.

Для приведения моментов вращения рабочей машины к валу электродвигателя, необходимо использовать следующее соотнашение:

,

где =1460/1420=1,02 - передаточное отнашение передачи от электродвигателя к рабочей машине.

М0 =12,25 – приведенный момент сопротивления, Н*м

С учетом этого выражения приведенный момент статического сопротивления на валу электродвигателя запишется:

Давая ω значения от 0 до ω=ω0 рассчитывают зависимость ω=f2(Mс). Принять Мрм0 равным 0,2Мрмн, где Мрм0 – момент сопротивления рабочей машины при угловой скорости, равной 0; Мрм0=14, следовательно Мрмн=70

Н*м

Н*м

Н*м

Н*м

Н*м

Н*м

Н*м

На основании этих расчетных данных строится кривая ω=f2(Mс) на том же графике, что и механическая характеристика электродвигателя ω=f1(Mдв). Данные расчета механической характеристики ω=f2(Mс) свести в таблицу 3.

Таблица 3.

Данные к построению механической характеристики рабочей машины относительно вала электродвигателя

ω, 1/с

157

152,8

141,3

139,73

94,2

31,4

0

Мс, Н*м

79,13

76,3

66,92

65,8

37,97

17,7

15,26

6