2-66_Электрические машины

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

Контрольная работа№2

по дисциплине «Электрические машины»

Вариант№66

ВЫПОЛНИЛ

2002г.

1. Номинальные данные АД

напряжение статора 380/220

частота напряжения статора 50

мощность 0,75

номинальный ток фазы статора 2,2

кратность пускового тока 5

перегрузочная способность про моменту 2,2

скорость вращения об/мин 1370

коэффициент мощности 0,72

момент инерции ротора 0,15

2. Рассчитать

   1. Параметры и величины естественной М.Х.; записать по ним формулу этой М.Х.

   2. Сопротивления обмоток.

   3. Параметры и формулу искусственной М.Х. при пуске АД с ограничением пускового тока в пределах = 2,5 за счёт .

   4. Параметры и формулы М.Х. динамического торможения.

   5. Параметры и формулы искусственных М.Х. при частотах и для закона .

   6. Время прямого пуска и динамического торможения при моменте нагрузки .

   7. Время приёма и сброса нагрузки на естественной М.Х..

   8. Время торможения до останова свободным выбегом при заданном в пункте 2.6. моменте нагрузки на валу двигателя.

   9. Входную мощность и КПД двигателя на естественной М.Х. при номинальном моменте нагрузки ().

3. Построить.

   1. Механические характеристики АД в относительных единицах с параметрами, рассчитанными в пунктах 2.1. – 2.5. задания.

   2. Диаграммы для момента и скорость прямого пуска и динамического торможения при .

Решение вопросов, поставленных в контрольной работе

1. Параметры и величины естественной М.Х.

   1. Номинальное скольжение

где =1500 об/мин, как ближайшая величина к значению =1370 об/мин.

1.2. Угловые скорости

- синхронная,

- нормальная.

3. Номинальный момент двигателя

3. Критический момент

В относительных единицах величина является номинальным параметром АД, приведена выше в исходных данных для контрольной.

3. Критическое скольжение

3. Уравнение естественной М.Х. в относительных единицах:

Естественная М.Х. по формуле (1) построена на рис. 1.

3. Пусковой момент на естественной М.Х. определяется по выражению (1) при S = 1

Т.к. , двигатель запустится при номинальном моменте нагрузки.

2. Сопротивление обмоток

2.1. Суммарное индуктивное сопротивление обмоток АД при допущении .

Формула получена при решении выражений 4.27 и 4.28 методического пособия.

известно по исходным данным. .

Получаем:

2.2. Активные сопротивления.

В формуле принимаем .

Получаем .

3.Параметры искусственной М.Х. при ограничении пускового тока

за счёт .

3.1. Критический момент:

3.2. Критическое скольжение:

3. Уравнение искусственной механической характеристики:

Характеристика по формуле (2) построена далее на рис.2.

4. Параметры М.Х. динамического торможения.

4.1. Индуктивные сопротивления контура намагничивания :

4.2. Максимальный (критический) момент М.Х. динамического торможения:

В относительных значениях: .

Из-за небольшого момента его можно увеличить до значения . Допускается увеличение до за счёт постоянного напряжения статора.

4.3. Критическая относительная скорость при .

4.4. Критическая относительная скорость при добавочном сопротивлении в цепи ротора.

Здесь можно принять , т.к. можно выбрать любое значение от до 1.

Для обеспечения потребуется добавочное сопротивление в каждую фазу ротора:

Добавочное сопротивление больше собственного сопротивления фазы ротора в:

раз.

4.5. Выражение М.Х. динамического торможения при :

4.6. Выражение М.Х. динамического торможения при наличии :

Характеристики по формулам 3 и 4 построены на рис.3 и 4 слева от оси ординат

5. Параметры искусственной М.Х. при .

Рассчитываем эти параметры для выполнения условия .

1. Для пониженной частоты получаем:

;

(не зависит от );

5.2. Для повышения частоты :

Для расчётов искусственных М.Х. принимаем .

5.3. Выражения для М.Х. при :

6. Время приёма и сброса нагрузки на естественной М.Х.

Определяется четырьмя электромеханическими постоянными времени механической характеристики:

где ;

Получаем:

7. Время торможения выбегом.

где

Получаем:

8. Выходная мощность и КПД естественной М.Х.

Входная мощность:

КПД:

9. Длительность прямого пуска под нагрузкой

Время пуска:

где

В системе Mathcad можно принять . Задача решается при следующей записи:

Далее записываются формулы 7 – 14. Расчёт производился программой MathCad v.8rus.

Получили время пуска: .

10. Время динамического торможения.

Расчёт производится программой MathCad v.8rus.

Для этого записываем:

Получили время динамического торможения:

11. Построение механических характеристик

Расчёты и графики выполнены с помощью программы MathCad v.8rus.

Г рафик М.Х. по формуле (1). Рис.1.

Г рафик М.Х. по формуле (2). Рис.2.

Г рафик М.Х. по формуле (3). Рис.3.

Г рафик М.Х. по формуле (4) Рис.4.

Г рафик М.Х. по формуле (5). Рис.5.

Г рафик М.Х. по формуле (6). Рис.6.

Список литературы:

1. Обрусник В.П.. Электрические машины: Учебное пособие. – Томск: ТМЦ ДО, 2001. –166 с.