Расчет рабочих характеристик на ЭВМ

Расчетная величина	Единица измерения	Скольжение
		0,2SH	0,4SH	0,6SH	0,8SH	SH	1,2SH	1,4SH	1,6SH
I2	A
Cosφ2
Ioa	A
Iop	A
I1a	A
I1p	A
I1	A
Cosφ
P1	кВт
Pэ1	кВт
Pэ2	кВт
Pдоб	кВт
∑P	кВт
P2	кВт
Ω	Рад/с
М	Нм
η	с

 

На рисунке 2.2. приведена блок – схема алгоритма расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя. Список идентификаторов в программах физическим величинам приведен в табл. 7.

 

 

Рис. 2.2. Блок-схема алгоритма расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя

 

Таблица 7

Список примерных Идентификаторов

Наименование величины

I1

I2

I0

I0а

I0p

I1a

I1p

Pн

P0

Pк

Pэ1

Pэ2

∑P

Pдоб

P1

P2

Uлк

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Идентификатор

I1

I2

IX

IXA

IXR

I1A

I1R

PH

PX

PK

PE1

PE2

PALL

PD

P1

P2

UK

Продолжение таблицы 7

Uнф

R1

C1R’2

Rк

С1

X1

C1X’2

Ω1

Ω

nн

S

Sн

М

cosφ

η

I1н

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

U1H

R1

R2

RK

C

X1

X2

OM0

OM

ROT

S

SH

TOR

CSN

EFF

I1H

 

Задания для контрольной работы №2 и указания по их выполнению.

Задача 1.0 по синхронным машинам

Трехфазный синхронный генератор включен в сеть и нагружен симмет­ричной нагрузкой. Значения величин в относительных единицах (о. е.), харак­теризующих номинальный режим работы генератора, составляют напряжение на выводах обмотки статора Uh=1 o.e. и коэффициент мощности нагрузки cosφ_н (см. табл. 9). Кроме того, в таблице 9 заданы значения других величин в относительных единицах: активного R_a и индуктивного Х_а сопротивлений об­мотки статора магнитодвижущей силы (МДС) продольной реакции якоря F₀ при номинальном токе статора и заданном значении cosφ_н нагрузки. По ус­ловию также задана нормальная характеристика холостого хода генератора (табл. 8).

Нормальная характеристика холостого хода синхронного генератора

Таблица 8

Iв о.е.	0	0,5	1.0	1.5	2,0
Е,о.е.	0	0,53	1,00	1,23	1,30

Содержание задания

1.  Начертить эскиз магнитной системы и построить векторную диа­рамму Потье для режима номинальной нагрузки генератора. Определить по
диаграмме Потье повышение напряжения при полном сбросе нагрузки генера­тора.

2.  Построить с помощью векторной диаграммы Потье внешнюю U=f ( I ) и регулировочную I_в= f ( I ) характеристики синхронного генератора при задан­ном значении cosφ_н.

Методические рекомендации

К пункту 1. На эскизе магнитной системы неявнополюсной синхронной машины необходимо изобразить статор (якорь), ротор (индуктор), обмотку возбуждения, контактные кольца, щетки и направление замыкания основного магнитного потока

 

Таблица 9

 

№ варианта параметры	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Ra o.e.	0,03	0,05	0,02	0,02	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,05	0,04	0,03	0,02	0,06
Х0 о.е.	0,11	0,14	0,12	0,13	0,10	0,09	0,11	0,13	0,12	0,14	0,11	0,09	0,10	0,13
Fa o.e.	0,72	0,83	0,68	0,70	0,85	0,75	0,82	0,73	0,83	0,74	0,84	0,75	0,85	0,76
Cos φн	0,82	0,9	0,85	0,8	0,74	0,8	0,82	0,84	0,9	0,7	0,88	0,84	0,/S	0,87

Продолжение таблицы 9

№ варианта параметры	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28
Ra o.e.	0,05	0,04	0,03	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,04	0,05	0,03	0,02	0,03	0,04
Х0 о.е.	0,11	0,14	0,12	0,11	0,13	0,10	0,09	0,12	0,10	0,12	0,13	0,10	0,11	0,12
Fa o.e.	0,86	0,77	0,87	0,78	0,88	0,68	0,90	0,69	0,91	0,70	0,90	0,72	0,75	0,78
Cos φн	0,8	0,9	0,75	0,85	0,79	0,82	0,80	0,79	0,86	0,81	0,91	0,8	0,9	0,7

Продолжение таблицы 9

№ варианта параметры	29	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40	41	42
Ra o.e.	0,05	0,02	0,03	0,04	0,05	0,02	0,03	0,04	0,05	0,02	0,03	0,04	0,05	0,02
Х0 о.е.	0,13	0,14	0,15	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14	0,15	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14
Fa o.e.	0,81	0,65	0,68	0.71	0,74	0,77	0,80	0,67	0,67	0,73	0,76	0,79	0,82	0,69
Cos φн	0,8	0,9	0,7	0,8	0,75	0,8	0,85	0,9	0,85	0,75	0,70	0,9	0,8	0,7

Продолжение таблицы 9

№ варианта параметры	43	44	45	46	47	48	49	50	43	44	45	46	47	48
Ra o.e.	0,03	0,04	0,05	0,02	0,03	0,04	0,05	0,04	0,03	0,04	0,05	0,02	0,03	0,04
Х0 о.е.	0,15	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14	0,10	0,11	0,15	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14
Fa o.e.	0,72	0,75	0,78	0,70	0,72	0,75	0,78	0,81	0,72	0,75	0,78	0,70	0,72	0,75
Cos φн	0,8	0,75	0,8	0,9	0,8	0,9	0,85	0,8	0,8	0,75	0,8	0,9	0,8	0,9

 

Векторная диаграмма электромагнитодвижущих сил синхронного гене­ратора (диаграмма Потье) строится для определения тока возбуждения (МДС индуктора) в относительных единицах, необходимого для обеспечения номи­нального режима работы при U_H=1 o.e., I_н =1 о.е. и заданном значении cosφ_н (табл. 9.), а также для определения напряжения генератора при полном сбросе нагрузки. Диаграмму Потье строят в относительных единицах для од­ной фазы генератора.

Порядок построения

1. В правой части листа миллиметровой бумаги размером 220x175 мм строят нормальную характеристику холостого хода генератора Е = f ( I _В ) по данным таблицы 9, как показано на рис. 2.3. При этом целесообразно принять масштаб для тока возбужденияI_В и МДС индуктора F _В 50 мм в 1 о.е. и для напряжения U_H 100 мм в 1 о.е. При построении следует учитывать, что значе­ние величин тока возбуждения генератора и МДС индуктора в относительных единицах одинаковы, поскольку

где F _{В i} и F_во — значение величины МДС индуктора соответственно при текущем значении тока возбуждения I_вi; и нормальном токе возбуждения I_во, то есть при токе возбуждения, обусловливающем на зажимах генератора номинальное напряжение в режиме холостого хода;

W _в -  число витков обмотки возбуждения индуктора.

2. Слева от характеристики холостого хода на одинаковом уровне с ЭДС и в том же масштабе проводят параллельно оси ординат вектор напря­жения U_H=1 о. е.

Под фазовым углом φ_н = arcos φ_н в сторону отставания от вектора U _н намечают направление вектора тока İ_Н (при построениях нужно знать лишь направление этого тока, поэтому сам вектор İ_Н, не строят). В направле­нии вектора тока İ_Н строят вектор продольной МДС реакции якоря F_a в оди­наковом масштабе с МДС индуктора F_в и тока возбуждения İ_Н.

Рисунок 2.3 – векторная диаграмма Потье синхронного генератора при номинальной нагрузке

К вектору напряжения Ú_н прибавляют векторы падения напряжения на ак­тивном и индуктивном сопротивлениях обмотки статора согласно уравнению

U_H + İ_НR_а+jİ_НX_δ=Еδ_н

в котором İ_НR_aсовпадает с направлением тока, а İ_НX_δ опережает вектор тока на 90°. Полученная величина Еδ_н является той ЭДС, которая наводится в обмотках статора результирующим магнитным потоком, создаваемым со­вместным действием двух МДС - МДС индуктора F_oh и МДС реакции яко­ря F_a , то есть результирующей МДС генератора F_δH. Это соответствует за­кону магнитного равновесия генератора.

F_δH= F_oh + F_a

3. По найденной величине ЭДС F_δH, используя нормальную характе­ристику холостого хода, определяют значение результирующей МДС гене­ратора F_δH в относительных единицах. Для этого величину E_δH откладыва­ют по оси ординат характеристики холостого хода (точка А). Затем от точки А проводят линию параллельно оси абсцисс до встречи с характеристикой холостого хода в точке A₁. Проецируя точку А₁ на ось абсцисс, получают точку А₂. Отрезок ОА₂ равен искомой величине F_δH  в относительных едини­цах.

Вектор результирующей МДС F_δH генератора опережает вектор обу­словливаемой им ЭДС Е_δH на угол 90°, его строят в левой части диаграммы.

4. Находят величину МДС обмотки возбуждения F_oh на основе уравнения

F_oh = F_δH + ( - F_a)

Для получения МДС F_oh , следует вектор МДС F_a с обратным зна­
ком построить с конца вектора F_δH. Найденная величина МДС индуктора F_oh в относительных единицах равна номинальному току возбуждения I_ВН, необ­ходимому для поддерживания режима работы синхронного генератора при заданном значении cos φ_н.

5. Определяют величину ЭДС обмотки статора генератора в режиме холостого хода Е_он при номинальном токе возбуждения I_ВН, равном в отно­сительных единицах величине МДС индуктора F_0H. Для этого по оси абсцисс характеристики холостого хода откладывают значение величины I_ВН равной в относительных единицах F_oh ,иполучают прямую линию параллельно оси ординат до встречи с характеристикой холостого хода в точке В₁. Спроеци­ровав точку B₁ на ось ординат, получают точку В₂ и одинаковые отрезки BB₁ и ОВ₂, которые равны искомой величине ЭДС Е_он в относительных единицах.

В левой части диаграммы строят вектор ЭДС Е_он как отстающий от вектора МДС F_oh на угол 90°.

Повышение напряжения на зажимах генератора ∆U_H при полном сбросе нагрузки и неизменном номинальном значении тока возбуждения определяют на основе построенной векторной диаграммы (рис. 2.4). Для этого на векторе ЭДС Е_он откладывают величину номинального напряжения U_h = 1 о. е. и получают точку С. Полученный таким образом отрезок ВС равен искомой ве­личине ∆U_H в относительных единицах. Повышение напряжения генератора в процентах ∆U_H % оценивается из соотношения ∆U_H %=( Е_он- 1)100%

К пункту 2. Внешнюю характеристику синхронного генератора U = f ( I ) при неизменных оборотах ротора n _н,токе возбуждения I_ВН и характере на­грузки cosφ_н строят в относительных единицах по трем точкам. Координаты двух точек определяют с помощью построенной диаграммы Потье (рис. 2.4.). Первая точка соответствует номинальной нагрузке генератора (I_н =1 о.е.; U_h = 1о.е.); вторая - режиму при полном сбросе нагрузки (I = 0; U = Е_он о.е.). Третью точку для построения внешней характеристики генератора получают на основе векторной диаграммы Потье, предварительно построенной при токе нагрузки I = 0,5 I_н = 0,5 о.е. (рис. 2.5.). Координаты искомой точки будут (I = 0,5I_н = 0,5 о.е.; U = Е_0(0,5) о.е.).

Внешнюю характеристику генератора строят на листе миллиметровой бумаги размером 120X150 мм (рис. 2.6).

Регулировочную характеристику синхронного генератора I_в = f(I) при не­изменных значениях частоты вращения ротора n_н, напряжении U_H=1 о.е. и ха­рактере нагрузки cosφ_н строят в относительных единицах по трем точкам при значениях тока нагрузки I=0;0,5;1 о.е. Значения величин тока возбуждения в относительных единицах определяют по характеристике холостого хода с использованием соответствующих им значений ЭДС: Е_он, Е_0(0,5) и E_a=U_H=l о.е. Значения величин этих ЭДС оценивают из диаграммы Потье (рис. 2.4 и 2.5).

Регулировочную характеристику генератора строят на листе миллиметро­вой бумаги размером 120x150 мм (рис. 2.6) по точкам с координатами (I = 0; I_В=1 о.е.); (I = 0,5 о.е., I_в(0,5); (I=1 о.е., I_b = I_вн).

 

Рис. 2.4 Векторная диаграмма Потье синхронного генератора при I=0,5I_н

1

0,5

 

Рис. 2.5. Внешняя характеристика синхронного генератора

Рис. 2.6 Регулировочная характеристика синхронного генератора

2.3.2. Задача 2.0 контрольной работы №2 по электрическим машинам постоянного тока

Электродвигатель постоянного тока с параллельным (независимым) возбуждением включен в сеть с напряжением U_H. Величины, характеризующие номинальный режим работы двигателя, приведены в табл. 10: полезная мощность на валу Р_н; потребляемый ток I_н частота вращения якоря п_н. Кроме то­го заданы величины сопротивления цепи якоря R_я, и цепи возбуждения R_в; ве­личина постоянных потерь мощности р₀ и кратность пускового тока двигателя К_п= I_п/ I_н

Таблица 10

---

Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 84; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!