Тема 1.1 Электрический привод Практическое занятие № 10 Расчет пусковых сопротивлений асинхронного двигателя, включенных по симметричной схеме

Формируемая) компетенция:

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

Цель работы:

1. Повторить теоретический материал.

2 Освоить построение пусковой диаграммы.

3 Рассчитать и выбрать пусковые сопротивления.

Выполнив работу, Вы будете:

уметь:

- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

Материальное обеспечение:

калькулятор, конспект лекций, справочник

Задание:

1 Рассчитать и построить пусковую диаграмму АД, рассчитать и выбрать симметричные пусковые сопротивления

Краткие теоретические сведения:

При пуске асинхронного двигателя с закороченными кольцами токи ротора и статора могут достигать 5-10-кратного значения от номинального, а пусковой момент при этом составит 0,5-1,5 от номинального.

Большая величина пускового тока объясняется малым значением активного сопротивления фаз закороченного ротора и значительной ЭДС, индуктируемой в неподвижном роторе потоком статора, вращающегося с частотой сети.

Большие пусковые токи в статоре и роторе недопустимы по условиям динамических усилий в обмотках и их нагрева, а низкий пусковой момент является недостаточным для разгона привода под нагрузкой. Для ограничения пускового тока при одновременном увеличении cos  и пускового момента в цепь ротора включают активные симметричные пусковые сопротивления.

Включаемые в цепь ротора пусковые сопротивления обычно имеют несколько ступеней, соединяемых в звезду.

При разгоне двигателя до выхода его на естественную характеристику ступени пускового сопротивления постепенно закорачиваются.

Режим пуска двигателя может быть нормальным (когда не требуется быстрое ускорение двигателя), или форсированным (для быстрого ускорения двигателя)

Порядок выполнения работы:

1 Повторить теоретический материал.

2 По алгоритму рассчитать и построить пусковую диаграмму АД. Исходные данные для расчетов приведены в таблице 18.

3 Ответить на вопросы.

Ход работы:

Нормальный пуск.

Переключающий или минимальный пусковой момент двигателя М_пер, Нм

М_пер = (1,1 … 1,3) М_ном

_{Отношение пикового момента к переключающему}

где m – количество ступеней пускового реостата; при контакторном управлении число пусковых ступеней для двигателей малой мощности (до 10 кВт) равно 1-2; для двигателей средней мощности (до 50 кВт) равно 2-3; для двигателей большой мощности – 3-4. Однако при расчете необходимо далее проверить, чтобы при заданном числе ступеней М_пик < М_мах. Если это не получилось, следует увеличить число ступеней пускового резистора

S_ном – номинальное скольжение (из практической работы №8)

Пиковый или максимальный пусковой момент двигателя М_пик, Нм

М_пик =   М_пер

Внутреннее сопротивление ротора r_р, Ом

где Е_2ном, I_2ном – номинальные значения эдс и тока ротора, В; А

Построить пусковую диаграмму (рис.13 для m = 3)

В соответствии с полученным графически количеством пусковых ступеней на пусковой диаграмме рассчитать полные сопротивления в цепи ротора для каждой ступени ускорения двигателя (m = 3) R₁, R₂, R₃, Ом

R₃ = r_р  

R₂ =   R₃

R₁ =   R₂

Сопротивления отдельных секций пускового реостата r₁, r₂, r₃, Ом

r₁ = R₁ – R₂

r₂ = R₂ – R₃

r₃ = R₃ – r_р

Полное сопротивление пускового реостата R_общ, Ом

R_общ = r₁ + r₂ + r₃

Результаты расчета заносят в таблицу 15

Используя таблицы 16, 17 подбирают сопротивления секций. Результаты заносят в таблицу 15. Необходимые значения сопротивлений ступеней резисторов получают путем последовательного, параллельного и смешанного соединения секций

Рисунок 13-Пусковая диаграмма

Таблица 15-Технические данные резисторов

Секция	Тип резисторов	Сопротивление секции, Ом
		требуемое	подобранное
r1
r2
r3

Форсированный пуск.

Пиковый момент двигателя М_пик, Н  м

М_пик = (0,75…0,85)  М_к,

где М_к – критический или максимальный момент двигателя, Н  м

_{Отношение пи}кового момента к переключающему

где m – число ступеней пускового реостата. Однако при расчете необходимо далее проверить, чтобы при заданном числе ступеней Мпер>Мс. Если это не получилось, следует увеличить число ступеней пускового резистора

Переключающий момент двигателя М_пер, Н  м

Внутреннее сопротивление ротора r_р, Ом

где E_2ном, I_2ном – номинальные значения эдс и тока ротора, В; А

Построить пусковую диаграмму (рис.13 для m = 3)

В соответствии с полученным графически количеством пусковых ступеней на пусковой диаграмме рассчитать полные сопротивления в цепи ротора для каждой ступени ускорения двигателя (m = 3) R₁, R₂, R₃, Ом

R₃ = r_р

R₂ = R₃

R₁ = R₂

Сопротивления отдельных секций пускового реостата r₁, r₂, r₃, Ом

r₁ = R₁ – R₂

r₂ = R₂ – R₃

r₃ = R₃  r_р

Полное сопротивление пускового реостата R_общ, Ом

R_общ = r₁ + r₂ + r₃

Результаты расчета заносят в таблицу 15.

Используя таблицы 16, 17 подбирают сопротивления секций. Результаты заносят в таблицу 15. Необходимые значения сопротивлений ступеней резисторов получают путем последовательного, параллельного и смешанного соединения секций

Форма представления результата:

Решение в тетради, ответы на вопросы:

1. Как изменяется Sк при увеличении активного сопротивления в цепи ротора?

2. Как увеличить вращающий момент АД с фазным ротором?

3. Что произойдет с двигателем, если в обмотке ротора из одной фазы убрать сопротивление, т. е. нарушить симметрию?

4. С какого момента начинается пуск двигателя?

5. При каком моменте замыкаются контакты, выводящие секцию сопротивления?

6.Что происходит с моментом двигателя при его разгоне?

7. По какой характеристике работает двигатель, если полностью введено пусковое сопротивление?

Таблица 16 - Нормализованные блоки резисторов типа БФ6

Каталожный номер	Ток продолжи тельного режима, А	Общее сопротив- ление, Ом	Сопротивление ступеней, Ом
			1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8	8-9
ИРАК 434332.004-01	228	0,115	0,0215	0,017	0,017	0,0215	0,019	0,019	-	-
ИРАК 434332.004-02	204	0,142	0,026	0,0215	0,0215	0,026	0,0235	0,0235	-	-
ИРАК 434332.004-03	160	0,216	0,036	0,036	0,036	0,036	0,036	0,036	-	-
ИРАК 434332.004-04	128	0,37	0,0615	0,0615	0,0615	0,0615	0,0615	0,0615	-	-
ИРАК 434332.004-05	114	0,474	0,079	0,079	0,079	0,079	0,079	0,079	-	-
ИРАК 434332.004-06	102	0,58	0,096	0,096	0,096	0,096	0,096	0,096	-	-
ИРАК 434332.004-07	80	0,88	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146	-	-
ИРАК 434332.004-08	64	1,5	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	-	-
ИРАК 434332.004-09	57	1,92	0,32	0,32	0,32	0,32	0,32	0,32	-	-
ИРАК 434332.004-10	51	2,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	-	-
ИРАК 434332.004-11	40	3,5	0,44	0,435	0,435	0,44	0,44	0,435	0,435	0,44
ИРАК 434332.004-12	36	4,8	0,6	0,596	0,596	0,6	0,6	0.596	0,596	0,6

Таблица 17 - Нормализованные блоки резисторов типа БК12

Каталожный номер	Ток продолжительного режима, А	Общее сопротив- ление, Ом	Сопротивление ступеней, Ом							Число вывод. зажимов
			1-2,2-3	3-4,4-5	5-6,-6-7	7-8,8-9	9-10,10-11	11-12
ИРАК 434331.003-01	8,5	52,8	4,4	4,4	4,4	4,4	4,4	8,8	12
ИРАК 434331.003-02	21,2	8,4	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	1,4	12
ИРАК 434331.003-03	18,3	11,7	0,975	0,975	0,975	0,975	0,975	1,95	12
ИРАК 434332.003-04	14,5	17,4	1,45	1,45	1,45	1,45	1,45	2,9	12
ИРАК 434331.003-05	13	23,4	1,95	1,95	1,95	1,95	1,95	3,9	12
ИРАК 434331.003-06	2,8	33,6	2,8	2,8	2,8	2,8	2,8	5,6	12

Таблица 18- Исходные данные для расчетов

№ варианта	Ном. ток ротора I2ном, А	ЭДС между кольцами неподвижного ротора Е2ном, В	Макс. момент Мmax, Нм
1	12	1256	38
2	81	297	1074
3	68	266	874
4	15	154	58
5	94	319	1855
6	59	221	618
7	18,7	175	86
8	185	197	2892
9	88	271	1116
10	19	217	145
11	181	262	3104
12	77	247	814
13	25	273	197
14	179	339	3167
15	53	178	450
16	51	184	332
17	294	288	9000
18	26	264	265
19	88	271	1069
20	295	345	5870
21	54	233	424
22	59	221	614
23	305	431	7548
24	51	186	336
25	68	266	868
26	23	257	174
27	54	233	422
28	19	217	114
29	77	246	889
30	16,5	178	46