Расчет и построение естественной механической характеристики двигателя по формуле Клосса-Чекунова
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3
Расчет и построение характеристик асинхронных двигателей
Цель работы. Закрепление теоретических знаний по электромеханическим свойствам асинхронных электродвигателей.
Задание. Для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором рассчитать и построить механические характеристики:
1. естественную по формуле Клосса;
2. естественную по формуле Клосса-Чекунова;
3. искусственную при понижении напряжения питающей сети до значения 
;
4. искусственную при понижении частоты тока питающей сети до значения 
;
5. искусственную при одновременном понижении напряжения и частоты тока питающей сети до значений и ;
6. естественную электромеханическую характеристику двигателя с использованием формулы В.А. Шубенко.
Сделать выводы по работе в виде ответов на контрольные вопросы.
Исходные данные для своего варианта выбрать из Приложения А, таблицы А.1, А.2.
Контрольные вопросы:
1. Как влияет на характеристику АД снижение напряжения? Как при этом изменяются максимальный и пусковой моменты и критическое скольжение?
2, Как влияет снижение частоты питающей сети на электромагнитный момент АД? Как при этом изменяются максимальный и пусковой моменты и критическое скольжение?
3. Как влияет на характеристику АД одновременное снижение напряжения и частоты тока? Как при этом изменяются максимальный и пусковой моменты и критическое скольжение?
|
|
|
Пример расчета механических и электромеханических характеристик двигателя типа 4А200М6ОМ2
Таблица 1 - Технические данные электродвигателя 4А200М6ОМ2
| Наименование параметров | Значения |
| 1. Число полюсов, 2p | 6 |
| 2. Мощность Р, кВт | 22 |
| 3. Номинальная частота вращения, nн, об/мин | 975 |
4. Напряжение питания, 
| 380 |
5. Номинальный ток 
| 41,3 |
6. Коэффициент мощности, 
| 0,9 |
7. Кратность максимального момента, 
| 2,4 |
8. Кратность пускового момента 
| 1,2 |
9. Кратность пускового тока 
| 6,5 |
Расчет параметров двигателя
1.1. Синхронная угловая скорость
1.2. Номинальная угловая частота вращения
1.3. Номинальное скольжение
1.4. Номинальный момент
1.5. Критическое скольжение
1.6. Критическая угловая скорость
1.7. Максимальный момент
1.8. Пусковой момент
1.9. Пусковой ток
Расчет и построение естественной механической характеристики двигателя по формуле Клосса
2.1. В чистом виде уравнение электромеханической характеристики 
неудобное для расчета и построения её графика.
Поэтому на практике для построения механической характеристики двигателя используется формула Клосса, представляющая зависимость электромагнитного момента от скольжения ротора, т.е. 
(1), а не 
:
|
|
|
(1)
2.2. Поскольку в теории электропривода механическая характеристика – зависимость угловой скорости от момента двигателя, т.е. , а формула Клосса – зависимость , 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 (2)
(2)
б) формулу угловой скорости ротора, которая для данного случая имеет вид (3)
(3)
2.3. В этом случае для каждого нового значения скольжения s рассчитываются два параметра: момент М и угловая скорость ω, представляющие собой координаты точек механической характеристики , что и требовалось найти.
2.4. Рассчитываем механические характеристики по формуле Клосса (1), (приведен расчет для скольжения 
). Для остальных скольжений расчет проводим аналогично, результаты расчетов приведены в таблице 2
; 
2.5. График этой механической характеристики А1-В1-С1 обозначен на рис.1 цифрой «1».
|
|
|
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.
Таблица 2
| 0,00 | 0,03 | 0,05 | 0,10 | 0,115 | 0,20 | 0,40 | 0,50 | 0,70 | 0,90 | 1,00 |
 , рад/с
| 104,7 | 101,5 | 99,4 | 94,2 | 92,7 | 83,7 | 62,8 | 52,3 | 31,4 | 10,5 | 0,0 |
 , Нм
| 0,0 | 253,5 | 379,2 | 512,3 | 517,0 | 445,8 | 273,6 | 225,0 | 164,7 | 129,5 | 116,9 |
 , Нм
| - | - | - | - | - | 476,9 | 396,4 | 360,0 | 299,1 | 263,4 | 258,6 |
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
Расчет и построение естественной механической характеристики двигателя по формуле Клосса-Чекунова
3.1. Исходная формула Клосса позволяет с достаточной точностью построить механическую характеристику только на её рабочем участке, т.е. в пределах скольжения от 
до 
.
3.2. На участке при скольжении 
(пусковой участок) формула Клосса дает недопустимые погрешности. Поэтому для расчета и построения пускового участка механической характеристики используется уточненная формула Клосса-Чекунова (4), предложенная профессором Чекуновым К.А.
|
|
|
(4)
3.3. Подставляя значения от 
= 0,115 до s = 1, находим значения момента двигателя по формуле Клосса-Чекунова и сводим значения скольжения и момента в таблице 2 (приведен расчет для скольжения s = 0,2
График этой механической характеристика A1- В1-С1 
обозначен на рис. 1 цифрой «2».
4 . Расчет и построение искусственной механической характеристики при снижении напряжения сети до значения
4.1. Пусковой момент
4.2. Максимальный (критический) момент
4.3. Искусственная характеристика строится по трем точкам:
- А2 (пуск): 
, ω= 0;
- В2 (критические момент и угловая скорость): 
; 
- С1 (идеальный холостой ход): 
; 
График этой механической характеристика А2-В2-С1 обозначен на рис. 1 цифрой «3».
5. Расчет и построение искусственной механической характеристики при снижении частоты сети до значения
5.1. Пониженная частота тока
5.2. Относительная частота тока
5.3. Соотношение пускового и номинального моментов
5.4. Уравнение искусственной механической характеристики имеет вид (5) (приведен расчет для 
)
(5)
5.5. Угловая скорость при пониженной частоте
Задаваясь значениями скольжения от s =0 до s =1 рассчитываем соответствующие значения момента. Данные расчета сводим в табл. 3
Таблица 3
|
| 0,00 | 0,03 | 0,05 | 0,10 | 0,115 | 0,20 | 0,40 | 0,50 | 0,70 | 0,90 | 1,00 |
 , рад/с
| 83,7 | 81,2 | 79,5 | 75,4 | 41,9 | 67,0 | 50,2 | 41,9 | 25,1 | 8,4 | 0,0 |
 , Нм
| 0 | 259,5 | 402,4 | 606,8 | 341,8 | 611,6 | 410,0 | 341,9 | 253,6 | 200,5 | 181,3 |
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
6.1. При одновременном снижении частоты и напряжения по закону 
критический момент двигателя не изменяется ( 
Нм), так как 
.
6.2. Угловая скорость идеального холостого хода
6.3. Критическое скольжение
6.4. Критическая угловая скорость
6.5. Искусственная характеристика строится по двум точкам (см. рис. 1, характеристика 5):
- В4 (критические момент и угловая скорость): 
; 
- С2 (идеальный холостой ход): 
Часть характеристики В4 – А4 проводится эквидистантно отрезку 
естественной механической характеристики 
(характеристика «2»), построенной по формуле Клосса-Чекунова.
График этой механической характеристика обозначен на рис. 1 цифрой «5».
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 3489; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!