1.5. Расчет и выбор типа сечения кабеля сети высокого напряжения

Номинальный ток двигателя:

Пусковой ток двигателя:

Выбираем предохранитель по наибольшему току:

= 102,3 A

А

где α = 2,5 –для легкого пуска

Выбираем предохранитель ПН 2-400 c

Выбираем провод по наибольшему из токов:

А

А

где k_з –коэффициент защиты; k_з = 1 -для сетей требующих защиту от перегрузки.

k_прок –поправочный коэффициент, зависящий от числа параллельно проложенных кабелей. k_прок = 1 для одного кабеля.

Выбираем кабель марки ААГ сечением 120 мм²

с I_доп = 320 А.

1.6. Расчет и выбор типа сечения кабеля для вспомогательного напряжения

В пункте1.4 выбран предохранитель ПН2-250 c

Выбираем провод по наибольшему из токов:

А

А

Выбираем кабель марки ААГ сечением 25 мм²

с I_доп = 125 А.

1.7. Расчет энергетических показателей электропривода

Номинальный режим

Полная мощность

Переменная составляющая потери мощности

Постоянная составляющая потери мощности

Коэффициент потер мощности

Активная энергия

Полезный расход энергии (механическая работа)

, [Вт с]

где соответственно угловая скорость и время установившегося режима.

2. Расчет статических и динамических характеристик для разомкнутой системы электропривода

2.1. Расчет естественных электромеханических и механических характеристик регулируемого электропривода

Для расчета электромеханических и механических характеристик асинхронного двигателя необходимо воспользоваться его математической моделью, которая в общем случае представляется различными схемами замещения. Наиболее простой и удобной для инженерных расчетов асинхронного двигателя является Т-образная схема замещения, рис.3

Рисунок 3 - Схема замещения асинхронного двигателя

Ток холостого хода асинхронного двигателя можно найти по следующему выражению:

,

где - номинальный ток статора двигателя;

- ток статора двигателя

при частичной загрузке;

Коэффициент мощности при частичной загрузке:

;

Коэффициент загрузки двигателя:

.

Коэффициент мощности и КПД при частичной загрузке в технической литературе приводятся редко, а для целого ряда серий электрических машин такие данные в справочной литературе отсутствуют. Эти параметры можно определить, руководствуясь следующими соображениями:

− современные асинхронные двигатели проектируются таким образом, что наибольший КПД достигается при загрузке на 10-15% меньше номинальной. Двигатели рассчитываются так, потому что большинство из них в силу стандартной дискретной шкалы мощностей работают с некоторой недогрузкой. Поэтому КПД при номинальной нагрузке и нагрузке практически равны между собой, т.е.

− коэффициент мощности при той же нагрузке значительно отличается от коэффициента мощности при номинальной нагрузке, причем это отличие в значительной степени зависит от мощности двигателя.

- КПД при частичной загрузке;

Из формулы Клосса определяем соотношение, которое необходимо для расчета критического скольжения:

;

;

где - значение коэффициента  находится в диапазоне 0,6 – 2,5, поэтому в первом приближении принимаем  =1.

;

Определяем коэффициент:

.

Тогда активное сопротивление ротора, приведенное к обмотке статора асинхронного двигателя:

;

Активное сопротивление статорной обмотки можно определить по следующему выражению:

Определим параметр , который позволит найти индуктивное сопротивление короткого замыкания :

.

Тогда значение индуктивного сопротивления КЗ равно:

,

Для того чтобы выделить из индуктивного сопротивления Х_КH сопротивления рассеяния фаз статора и ротора, необходимо воспользоваться соотношениями, которые справедливы для серийных асинхронных двигателей.

Индуктивное сопротивление роторной обмотки, приведенное к статорной, может быть рассчитано:

,

Индуктивное сопротивление статорной обмотки может быть определено по следующему выражению:

,

По найденным значениям переменных С₁, , R₁ и определим критическое скольжение:

.

Согласно векторной диаграмме ЭДС ветви намагничивания , наведенная потоком воздушного зазора в обмотке статора в номинальном режиме, равна:

Тогда индуктивное сопротивление намагничивания :

.

Используя параметры схемы замещения, произведем расчет механических и электромеханических характеристик.

Найдем синхронную угловую скорость:

Электромеханическая характеристика АД, определяется зависимостью приведенного тока ротора от скольжения:

,

где - фазное напряжение обмоток статора асинхронного двигателя;

Задаваясь значениями скольжения можно рассчитать соответствующее значение тока и воспользовавшись формулой получить соответствующее значение угловой скорости.

Полагая, что ток намагничивания двигателя имеет полностью реактивный характер, выражение для электромеханической характеристики, описывающей зависимость тока статора от скольжения, запишется следующим образом:

,

Задаваясь скольжением рассчитываем естественные электромеханические характеристики АД, приведенные на рисунке 4. Значения электромеханической характеристики приведены в Таблице 5.

Таблица 5

ω, рад/с	104,7	100	97	94	88	61
Ι2, А	19,3	200,4	276,8	318,4	350	375
Ι1, А	19,3	19,3	276,8	335,7	369	398

Рисунок 4 - Естественные электромеханические характеристики АД

Механическую характеристику асинхронного двигателя можно рассчитать по следующему выражению:

Механическая характеристика асинхронного двигателя имеет критический момент и критическое скольжение, которые определяются по следующим формулам (3.4) и (3.5):

.

Знак (+) означает, что критический момент и скольжение относятся к двигательному режиму, знак (-) – к генераторному режиму.

- номинальная скорость;

- номинальный момент;

Задаваясь скольжением рассчитываем естественную механическую характеристику АД, приведенную на рисунке 5. Значения механической характеристики приведены в Таблице 6.

Таблица 6

ω, рад/с	104,7	103,15	101	98,4	87	60	0
M, Нм	0	533	1001	1136	728	326	141,8

Рисунок 5 - Естественная механическая характеристика АД