TEKST_2017

исходные данные

Трехфазный асинхронный электродвигатель (АД) с короткозамкнутым ротором используется в качестве приводного двигателя исполнительного механизма (ИМ). Фазы статорной обмотки двигателя соединены по схеме звезда с изолированной нейтралью. Двигатель получает питание от трёхфазной сети с частотой f₁ и линейным напряжением (рис 1).

Рис.1

Наименование и численные значения параметров трёхфазной сети питания и приводного АД, для заданного варианта задания (№27) представлены в таблице 1.

Таблица 1

Наименование параметра	Значение параметра
Частота питающей сети, f1, Гц	50
Линейное напряжение питания Uл, В	380
Мощность на валу двигателя P2н, кВт	3.5
Число пар полюсов двигателя p	4
Номинальная частота вращения вала двигателя n2н , об/мин	720
Коэффициент мощности двигателя в номинальном режиме cosφ1н	0.73
Коэффициент полезного действия двигателя в номинальном режиме ηн	80
Перегрузочная способность двигателя kм=Мк/ Мн.	3.0

2. ОБЪЁМ ВЫПОЛНЯЕМЫХ РАСЧЁТОВ И ГРАФИЧЕСКИХ ПОСТРОЕНИЙ

При выполнения задания следует

1. Определить:

– номинальный ток в фазе обмотки статора I_1н;

– частоту вращения магнитного поля статора n₁;

– скольжение асинхронного двигателя s_н в номинальном режиме работы;

– номинальный момент асинхронного двигателя М_н;

– максимальный (критический) момент асинхронного двигателя М_к;

– электромагнитный момент асинхронного двигателя при скольжении равном .

– пусковой момент двигателя при снижении значения напряжения питания на 10%.

2. Выполнить построение

– графической зависимости частоты вращения ротора АД от момента на его валу (механическая характеристика) n₂ = f (M).

3. определение электромеханических параметров АД

в номинальном режиме работы

3.1 Определение тока фазах статора в номинальном режиме

Ток в фазе обмотки статора определяется выражением

,

здесь механическая мощность P_2н задана в кВт.

Таким образом, для исходных данных получаем

0.09 A.

3.2 Определение частоты магнитного поля АД

Частота вращения магнитного поля статора АД определяется равенством

об/мин.

3.3 Определение скольжения магнитного поля АД

Скольжение АД в номинальном режиме работы равно

.

Момент, развиваемый на валу АД в номинальном режиме работы определяется выражением

Нм.

5. Максимальный (критический) момент АД определяется равенством

Нм.

4. расчёт данных и построение зависимости момента

асинхронного двигателя от скольжения и механической характеристики

Значение электромагнитного момента АД из анализа его Т -образной схемы замещения определяется выражением, получившим название формулы Клосса.

,

здесь s – текущее значение скольжения асинхронного двигателя; – критическое скольжения АД.

Величина критического скольжения определяется выражением

.

С учетом предварительных расчетов формулу Клосса удобно представить в виде

.

Расчет момента АД выполняем для заданных значений скольжений: . Переход к значениям скорости вращения вала АД выполняем, используя соотношение (табл.2).

Результаты расчета представлены в табл.2.

Таблица 2

s	1-	n= n1(1-s), об/мин	М, Нм
0	1	750	0
0,04	0,96	720	47,02
0,1	0,9	675	101,84
0,2	0,8	600	137,91
0,23	0,77	577,5	139,26
0,4	0,6	450	120,36
0,6	0,4	300	93,09
0,8	0,2	150	73,96
1,0	0	0	60,84

По расчетным данным выполняем построение механической характеристики АД –

5. определение момента асинхронного двигателя при пониженном значении напряжения питания

При фиксированном значении скольжения момент АД пропорционален квадрату напряжения питающей сети, поэтому для пусковых моментов двигателя при различных значениях напряжения питания справедливо соотношение

,

здесь и – пусковые моменты электродвигателя при номинальном напряжении и пониженном значении напряжении питания сети.

Разрешая соотношение относительно момента , получаем

Нм.

Отношение пусковых моментов электродвигателя при заданных значениях напряжения сети численно равно

.

7. выводы из анализа выполненных расчетов и графических построений

1. Механическая характеристика асинхронного двигателя имеет два участка: рабочий и нерабочий. Рабочий участок механической характеристики ограничен диапазоном изменения момента двигателя от до . Этот участок характеризуется незначительным уменьшением скорости двигателя при увеличении момента на его валу (жесткая механическая характеристика).

Механическая характеристика двигателя на рабочем участке обладает свойством статической устойчивости, заключающееся в способности сохранять установившейся режим работы двигателя при возникновении внешних возмущений.

2. Пусковой момент, развиваемый асинхронным двигателем при пониженном значении напряжения питания () составляет 80% от его номинального значения. Следовательно, момент асинхронного двигателя чувствителен к изменениям напряжения питающей сети.

использованная литература

1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника / М.: Академия, 2007 г., 544 с.

2. Задания на расчётно-графические работы по электротехнике (для студентов неэлектротехнических специальностей) // Рудаков Б.В. и др., Санкт-Петербург 2010.

Выполнил

дата подпись

4