Курсова робота з ЕМ2015

					C2R'
			C1R1			1	2
'						sн
cos 2								;
				Z
sin 2'		C1X1 C12 X 2'							.
				Z

Активна і реактивна складові струму головної вітки

І'2а І '2фн cos 2' ;

І'2р І '2фн sin 2' .

Активна і реактивна складові струму неробочого ходу

I0a I0ф cos 0;

І0р І0ф 1 cos 02 .

Активна і реактивні складові повного струму статора

(2.18)

(2.19)

(2.20)

(2.21)

(2.22)

(2.23)

I	I	0а		I '			;		(2.24)
1a					2а
I	I	0р		I '			.		(2.25)
1р					2р
Номінальний фазний струм, що споживається двигуном із мережі
І1фн					І12а І12р .				(2.26)
Коефіцієнт потужності двигуна
cos					І1а	.			(2.27)
	1н				І1фн

Номінальна активна потужність, що споживається двигуном із мережі

P	3U І	cos	.	(2.28)
1н	1фн 1фн	1фн

Втрати потужності в двигуні:

в обмотці статора

pe1 3I12фнR1;

(2.29)

21

в обмотці ротора

		pe2 3I2'2фнC12R2' ;									(2.30)
 додаткові
		p		дн		0,005P				.	(2.31)
									1н
Сумарні втрати (total capacity losses) потужності в двигуні
p pе1 pе2 pдн pм1 pмех .											(2.32)
Корисна потужність (efficient capacity) на валу
		P			P			p .			(2.33)
			2н				1н
Відхилення розрахованої величини P2н корисної потужності від заданої Pн
не повинно перевищувати 5%:
p	2н		Р2н Рн						100%.		(2.34)
					Рн
Номінальний ККД
	н			Рн			100%.				(2.35)
				Р1н

Номінальний електромагнітний обертовий момент (nominal electromagnetic rotating moment) двигуна

							2			R2'
						3 рU1фн
										s						(2.36)
Mн										н					.
						С R'		2
	2 f	R				1 2			( X			1	C X '	)2
1				1		sн							1 2

2.3. Розрахунок пускового та максимального моментів

Пусковий момент (starting moment) двигуна (при ковзанні s 1)

22

				3 pU 2					R'
Mп						1фн			2					.
				C1 R2'			2	( X1 C1 X 2' )2
	2 f1 R1
Критичне ковзання (critical slidding)
				C R'
sкр				1		2						.
			R 2	( X	1	C X '				)2
	1							1	2

Критична частота обертання (critical frequency of ration) ротора

nкр (1 sкр )n1.

Максимальний момент (maximal moment)

3 pU 2

Mмах 4 f C X 1фнC X ' .

1 1 1 1 2

(2.37)

(2.38)

(2.39)

(2.40)

2.4. Розрахунок та побудова природної механічної й робочих характеристик

Механічна характеристика (mechanical characteristics) s f (M ) двигуна

розраховується за формулою

							2		R2'
						3 рU1фн
M									s						(2.41)
						С R'		2
	2 f	R				1 2		( X			1	C X '	)2
1				1		s						1 2

при зміні ковзання від 0,00001 до 1 і показана на рис. 2.2.

23

Рис. 2.2. Механічна характеристика асинхронного двигуна

	Для	побудови робочих характеристик (workind characteristics) двигуна
I , P , ,		cos , n, s, M	2	f (P )	потрібно задатися зміною ковзання
1	1	1		2

0,1sн; 0, 25sн; 0,5sн; 0,75sн; 1,0sн; 1, 2sн і занести отримані дані до табл. 2.1.

За даними цієї таблиці будуємо робочі характеристики двигуна (рис. 2.3).

24

Обчислені робочі характеристики

№

Один.

Ковзання s

Розрахунковий вираз

вимірю-

н

н

н

н

з/п

вання

0,10s

0,25s

0,50s

0,75s

2

'

1.

/ s

Ом

R=С1 R1 С1 R2

2.

2

'

Ом

X=С1 X1 C1 X

2

3.

Z

R2 X 2

Ом

4.

I2'' U1н / Z

А

I2'' а I2'' R / Z

5.

А

I2'' р I2'' X / Z

6.

А

7.

I1a I0а I2'' а

А

I1р I0р I2'' р

8.

А

9.

I1 I1a2 I1p2

А

I2' C1I2''

10.

А

11.

cos 1 I1a / I1

–

P 3U I cos

12.

Вт

1

1н 1

1

13.

pe1 3I12R1

Вт

pe2 3I2' 2R2'

14.

Вт

pд pдн (I1 / I1н )2

15.

Вт

p pe1 pe2

16.

Вт

pд рм1 pмех

17.

P P p

Вт

2

1

P / P

18.

–

2

1

19.

n n1(1 s)

об/хв

M 2 P2 /(2 n / 60)

20.

Н·м

Таблиця 2.1

н	н
1,00s	1,20s

25

Рис. 2.3. Робочі характеристики асинхронного двигуна

2.5. Розрахунок та побудова механічних характеристик при заданому способі регулювання частоти обертання

2.5.1. Частотне регулювання швидкості.

Частотне регулювання швидкості обертання (regulating of rotating speed) асинхронного двигуна розглядається для двох випадків:

1) при сталому моменті M const, що відповідає умові

U1ф const, f1

для різних частот обертання n 2 f1; яке зображене на рис. 2.4. 2) при сталій потужності P2 const, що відповідає умові

U1ф const,

f1

для різних частот обертання n 2 f1; яке зображене на рис. 2.5.

(2.42)

(2.43)

26

Рис. 2.4. Механічні характеристики для різних частот обертання при сталому моменті

Наведені характеристики n(M ) побудовані для частоти обертання nн , що відповідає f1 fн 50 Гц, та частот n1, n2 , n3, n4 , що відповідають f1 40, 30, 20, 10 Гц . Тут враховано, що змінюючи f1 змінюються за (2.42) чи

(2.43) значення напруги U1ф .

Рис. 2.5. Механічні характеристики для різних частот при сталій потужності

27

2.5.2. Регулювання частоти обертання зміненою первинної напруги

Регулювання частоти обертання асинхронного двигуна зміненою первинної напруги здійснюється при 0 U U1ф U1фн . На рис. 2.6 наведені

характеристики n(M ), побудовані при різних напругах U :

U1 U1фн; U1 U1фн; U2 U1; U3 U2.

Рис. 2.6. Механічні характеристики асинхронного двигуна при різних напругах

2.5.3. Регулювання частоти обертання зміненою опору в колі ротора

Регулювання частоти обертання асинхронного двигуна зміненою опору в колі ротора здійснюється при зміні сумарного опору в його колі за умови, що останній є фазного типу виконання.

Значення додаткового опору, при вмиканні якого в коло ротора при пуску можна отримати максимальний момент,

						C1R1.
	Rд	C1R1 2	C1X1 C12 X 2' 2						(2.43)
На рис. 2.7 наведені характеристики n(M ),					побудовані за (2.41) при різних
значеннях	опору	кола	ротора	(R'	R ) :		R	0; R	0, 2R ;
				2		д	д	д1	д
Rд2 0,4Rд ;	Rд3 0,6Rд2; Rд4		0,8Rд3;	Rд5 Rд.

28

Рис. 2.7. Механічні характеристики асинхронного двигуна

при зміні опору в колі ротора

29

3. РОЗРАХУНОК ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАШИНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

3.1.Режим генератора

3.1.1.Розрахунок номінальних величин для генератора незалежного

збудження.

Схема електрична принципова генератора незалежного збудження подана на рис. 3.1, на якій прийняті такі позначення: Rнав – опір навантаження; QF –

автоматичний вимикач; РV – вольтметр; РА – амперметр; G – генератор; ОДП – обмотка додаткових полюсів; Rз – опір реостата кола збудження; НОЗ –

незалежна обмотка збудження.

Рис. 3.1. Схема електрична принципова генератора незалежного збудження

Номінальний струм навантаження генератора

Iн	Pн	.	(3.1)
	Uн

ЕРС генератора на неробочому ході у відносних одиницях

30