Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы электропривода. Лабораторный практикум. Учебное пособие
.pdf
Прак тическая работа № 3
%
N,
п
Таблица 1.3
Задача 4
cos φ
,
п
A
I
,
3
max
Н·м
Задача
Задача
М
,
и
2
ω
ра д /с
1
m
Задача
,
к
М
Н·м
,
А
2ном
I
,
В
2ном
U
,
ном
Исходные данные для решения задач
n
об/мин
2р
,
ном
кВт
Р
АД
Тип
Вариант
2 4MTF112LB6 3,7 6 900 190 13,8 85 3 80 85 37, 2 0,8 10
3 4MTF132L6 5,5 6 915 213 18,3 135 4 85 135 57 0,77 15
1 4MTF112L 6 2,2 6 910 144 11 55 2 70 55 22,7 0,85 5
4 4MTF132LB6 7,5 6 935 242 20,7 190 2 75 190 79 0,72 20
5 4MTF160L6 11 6 910 179 41 325 3 60 325 148 0,68 25
7 4MTF200LB8 22 8 715 241 59 800 2 55 800 275 0,6 10
8 4MTH225M8 30 8 720 252 71 1030 3 60 1030 380 0,55 15
6 4MTF160LB6 15 6 930 213 48 460 4 65 460 203 0,65 5
9 4MTH225L8 37 8 725 302 79 1390 4 55 1390 91,5 0,72 20
10 4MTH28 0S10 45 10 576 181 146 1940 2 40 1940 141 0,68 25
12 4MT H280M10 60 10 580 239 135 2670 4 45 2670 295 0,85 10
13 4MTH280L10 75 10 582 308 142 3480 2 50 3480 310 0,65 15
14 4MTH280L 8 90 8 730 355 162 3470 3 55 3470 336 0,55 20
15 4MTH355S10 110 10 584 272 250 4560 4 30 4560 460 0,5 25
11 4MTH280S8 55 8 720 196 170 2160 3 65 2160 185 0,65 5
21
Прак тические работ ы
1. Тема практической работы.
2. Цель практической работы.
3. Основные теоретические сведения.
4. Исходные данные для решения задач.
5. Расчеты для решения задач.
6. Вывод о выполненной работе.
1. Начертите схему включения АД: а) с короткозамкнутым
ротором с добавочными резисторами в цепи статора; б) с фазным
ротором с добавочными резисторами в цепи ротора.
2. Начертите семейство механических характеристик АД
при включении добавочных резисторов: а) в цепь статора;
б) в цепь ротора.
3. Дайте сравнительную характеристику способам регулирования скорости АД при включении добавочных резисторов
в цепи статора и ротора.
Цель: научиться рассчитывать параметры цепи АД, используя его технические данные и основные соотношения при изменении выходных величин источника питания.
1. Изучить основные теоретические сведения.
2. Выписать исходные данные для решения задач.
3. Выполнить задание.
4. Составить отчет о выполненной работе.
5. Ответить на контрольные вопросы.
Синхронную частоту вращения А Д рассчитывают по формуле (1.26).
Номинальную частоту вращения АД n
, об/мин, рас-
ном
считывают по формуле
22
Прак тическая работа № 4
(1 ) .n nS
ηφ
II
MM
MM
ном 0 ном
Номинальную скорость вращения двигателя ω
, рад/с, оп-
ном
ределяют по формуле (1.10).
Номинальный ток статора АД I
, А, определяют по фор-
1ном
муле
Р
ном
где Р
IU
1ном
3 cos
1ном.ф ном ном
– номинальная мощность АД, Вт; U
ном
ное фазное напряжение сети, В; η
тродвигателя, о.е.; cos φ
– номинальный коэффициент мощ-
ном
,
– номиналь-
– номинальный КПД элек-
ном
1ном.ф
ности АД.
Пусковой ток АД Iп, А, равен
λ
п 1ном
,
I
где λI – кратность пускового тока электродвигателя.
Номинальный момент АД М
, Н·м, определяют по форму-
ном
ле (1.17).
Пусковой момент А Д Мп, Н·м, равен
λ
п п ном
,
где λп – кратность пускового момента электродвигателя.
Критический (максимальный) момент АД Мк, Н·м, опреде-
ляют по формуле
(1.35)
(1.36)
(1.37)
(1.38)
где λm – коэффициент перегрузки электродвигателя по моменту
(перегрузочная способность электродвигателя).
Критическое скольжение АД Sк, о.е., определ яют по формуле
Синхронную скорость вращения АД ω0, рад/с, определяют
по формуле
к ном
SS
к ном
ω
λ
λλ
( 1).
mm
0
,
m
2
π
2.f
1
p
(1.39)
(1.4 0)
(1.41)
23
Прак тические работ ы
22
2( )
Скорость вращения А Д ω, рад/с, связана со скольжением S,
о.е., следующим выражением:
ωω0(1 ).S
(1.42)
Критический момент А Д пропорционален квадрату напряжения сети согласно формуле
2
3
U
M
к
ω
01 1 к
1ном.ф
RRх
,
(1.43)
где R1 – активное сопротивление фазы обмотки статора, Ом.
Поэтому при снижении напряжении сети происходит уменьшение значения критического момента АД согласно выражению
2
1ф
к1 к
2
1ном.ф
,
(1.4 4)
где Мк1 – критический момент АД, соответствующий напряжению U1ф, Н·м; U1ф – сниженное фазное напряжение сети, В.
При снижении напряжения сети снижается и перегрузочная
способность АД до значения
M
λ
1
m
к1
M
ном
.
(1.45)
Решить задачи. Исходные данные для решения приведены
в таблице 1.4.
1. По техническим данным АД с короткозамкнутым ротором серии АИР рассчитать его параметры по формулам (1.35)–
(1.41).
2. Рассчитать скорость идеального холостого хода и скорость
вращения А Д с короткозамкнутым ротором при снижении частоты напряжения сети до значения f1. Электродвигатель работает
с номинальной нагрузкой.
3. Определить максимальный момент и перегрузочную способность АД с короткозамкнутым ротором при снижении напряжении сети до значения U1ф. Исходные данные для решения
задачи взять из таблицы 1.4 и расчетов задачи 1.
24
Прак тическая работа № 4
,
1ф
В
U
1ном.ф
1ном.ф
1ном.ф
1ном.ф
1ном.ф
1ном.ф
1ном.ф
1ном.ф
1ном.ф
1ном.ф
1ном.ф
1ном.ф
1н.ф
1ном.ф
1ном.ф
Таблица 1.4
,
1
f
Гц
I
λ
п
λ
m
λ
ном
φ
cos
,
%
ном
η
Исходные данные для решения задач
,
%
ном
S
,
ном
кВт
Р
АД
Тип
Вариант
2 АИР80В4 1,5 7 78 0,83 2,2 2,2 5,5 40 0,8U
3 АИР100L6 2,2 5,5 81 0,74 2,2 2 6 35 0,95U
1 А ИР71В2 1,1 6,5 79 0,83 2,2 2,1 6 45 0,75U
4 АИР90L2 3 5 84,5 0,88 2,2 2 7 30 0,9U
7 А ИР160S8 7,5 3 87 0,75 2,4 1,6 5,5 42 0,82U
5 АИР100L4 4 6 85 0,84 2,2 2 7 25 0,85U
8 АИР132M2 11 3 88 0,9 2,2 1,6 7,5 38 0,94U
6 АИР132S6 5,5 4 85 0,8 2,2 2 7 20 0,78U
9 АИР132M4 11 3,5 8 7,5 0,87 2,7 2 7,5 32 0,91U
11 АИР200M8 18,5 2,5 89 0,81 2,3 1,6 6 21 0,76U
10 АИР160M6 15 3 88 0,85 2,7 2 6,5 27 0,87U
14 АИР200M6 22 2 90 0,83 2,4 1,6 6,5 41 0,79U
13 АИР180M4 30 2 92 0,87 2 ,7 1,7 7 15 0,91U
12 А ИР180 S2 22 2,7 90,5 0,89 2,7 2 7 18 0,81U
15 АИР250S8 37 2 92,5 0,78 2,3 1,5 6 33 0,83U
25
Прак тические работ ы
1. Тема практической работы.
2. Цель практической работы.
3. Основные теоретические сведения.
4. Исходные данные для решения задач.
5. Расчеты для решения задач.
6. Вывод о выполненной работе.
1. Запишите формулы для расчета номинальных параметров
АД.
2. Поясните понятие критического момента АД.
3 Объясните, что называется перегрузочной способностью
электродвигателя.
4. Поясните, как связаны между собой критический момент
АД и величина напряжения питающей сети. Приведите соответствующую формулу.
5. Назовите и поясните спо собы регулирования скорости А Д.
Цель: научиться рассчитывать постоянные, переменные и
пол ные потери мощности и энергии в электродвигателе, а также
коэффициент полезного действия и коэффициент мощности ЭП.
1. Изучить основные теоретические сведения.
2. Выписать исходные данные для решения задач.
3. Выполнить задание.
4. Составить отчет о выполненной работе.
5. Ответить на контрольные вопросы.
Потери мощности в электродвигателе
Потери мощности и энергии в ЭП складываются из потерь
в электродвигателе, механической передаче, в силовом преобразователе и системе управления.
26
Прак тическая работа № 5
VC
PP P
22
3 3,
Полные потери мощности в электродвигателе ΔP, Вт, составляют основную долю потерь в ЭП и представляют сумму переменных ΔPV, Вт, и постоянных ΔPC, Вт, потерь, т. е.
ΔΔ Δ.
(1.4 6)
Под постоянными потерями подразумевают потери мощности, не зависящие от токов электродвигателя (нагрузки). К ним
относят потери в стали магнитопровода и обмотках возбуждения,
механические потери от трения в подшипниках и вентиляционные потери.
К переменным потерям относят потери, выделяемые в обмотках электродвигателя при протекании по ним токов, определяемых механической нагрузкой ЭП.
Для электродвигателей постоянного тока переменные потери
мощности равны
P IR
V
2
,
(1.47)
Δ
где I – ток цепи якоря электродвигателя, А; R – сопротивление
якорной цепи электродвигателя, Ом.
Для определения переменных потерь мощности ΔP
Vном
при работе электродвигателя постоянного тока в номинальном
режиме, необходимо в формулу (1.47) подставить номинальное
значение тока якоря I
(формула (1.2)) и сопротивление яко-
ном
ря Rя (формула (1.5)).
В трехфазных АД переменные потери мощности определяют
по формуле
где ΔPV1, ΔPV2 – переменные потери мощности в цепях статора
и ротора соответственно, Вт; I1 и
ный ток ротора соответственно, А; R1,
сопротивления обмотки статора и приведенное обмотки ротора
соответственно, Ом.
При использовании П-образной схемы замещения АД, когда
по резистору R1 протекает ток
равны
ΔΔ Δ
P P P IR I R
VV V
ΔΔ Δ
P P P IR R
VV V
1 2 11 2 2
I
– ток статора и приведен-
2
I
, переменные потери мощности
2
2
1 2 21 2
3 ( ).
R
– активные фазные
2
(1.4 8)
(1.49)
27
Прак тические работ ы
СV
ΔΔ Δ,
VC
АА А
11
nn
n
С Сi
Полные потери мощности ΔP
, Вт, при работе электродви-
ном
гателя в номинальном режиме определяют по его паспортным
данным с помощью номинального КПД η
мощности Р
, Вт, по формуле
ном
Δ
Р
ном
(1 )
Р
ном ном
η
ном
η
.
и номинальной
ном
(1.50)
Тогда постоянные потери мощности рассчитывают по фор-
муле
ΔΔ Δ
PP P
ном ном
.
(1.51)
Потери энергии при работе электродвигателя
Полные по тери энергии ΔА, Дж, при работе электродвигате-
ля равны
(1.52)
где ΔАV – потери энергии, обусловленные переменными потерями мощности, Дж; ΔАС – потери энергии, обусловленные постоянными потерями мощности, Дж.
При работе ДПТ с циклически изменяющейся нагрузкой по-
тери энергии ΔАV и ΔАС определяют по формулам
ΔΔ
А P t I Rt
V Vii i ii
ii
2
;
(1.53)
где Ii, Ri, ti – соответственно, ток, сопротивление якорной цепи
электродвигателя и время работы на i-м участке цикла, А, Ом, с;
n – число отдельных участков цикла.
При отсутствии в цепи якоря электродвигателя добавочных
резисторов Ri = Rя.
Величина тока якоря Ii, А, связана с моментом нагрузки Мсi,
Н·м, на валу двигателя на i-м участке цикла пропорциональной
зависимостью
28
ΔΔ1,
А Pt
i
M
с
Ф
i
ном
Ik
i
(1.54)
.
(1.55)
Прак тическая работа № 5
1
n
i
11
nn
ii
А Рt M t
22
РQ
Коэффициент k Ф
Номинальный момент двигателя М
определяют по формуле (1.9).
ном
рассчитывают по фор-
ном
муле (1.17).
Коэффициент полезного действия электропривода
При работе ЭП по заданному технологическому циклу с различными скоростями ωсi и нагрузками Мсi его цикловой КПД ηц
определяют по формуле
Рt
пол
АА
пол пол 1
ц
ААА
потр пол
n
Δ
Рt А А
пол
– полезная электрическая энергия, Дж; А
где А
η
пол
ленная электрическая энергия, Дж; Р
ii
i
ΔΔ
ii V C
– полезная механиче-
полi
,
потр
(1.56)
– потреб-
ская мощность на i-м участке цикла, Вт; ti – время работы на
i-м участке цикла, с; n – число отдельных участков цикла.
Учитывая, что полезная мощность Р
ской Р
, получим следующее выражение для определения по-
мех
равна механиче-
пол
лезной электрической энергии
ω
пол пол с с
ii i ii
,
(1.57)
где ωсi – скорость вращения электродвигателя на i-м участке цикла, рад/с.
Скорость вращения ДПТ на i-м участке цикла, при отсутствии в цепи якоря электродвигателя добавочных резисторов,
определяют по формуле
Скорость идеального холостого хода ДПТ НВ рассчитывают
по формуле (1.11).
Коэффициент мощности электропривода
Работа ЭП переменного тока, как и любого другого потребителя активной Ра, Вт, и реактивной Q, вар, энергии, характеризуется коэффициентом мощности
МR
ся
ωω
с0
i
φ
cos .
i
( Ф)
k
ном
Р
а
а
.
2
(1.58)
(1.59)
29
Прак тические работ ы
Δ ωΔ
,P Р РМ Р
MS
22
P P P P P IR I R
ω
ном 0 ном
.
MS
I
MS
Активная мощность Ра, Вт, для установившегося режима ра-
боты трехфазного АД может быть рассчитана по формуле
а мех с с
(1.60)
где Мс – статический момент на валу двигателя, Н·м; ωс – скорость вращения АД в установившемся режиме при моменте Мс,
ра д /с; ΔР – полные потери мощности в АД, Вт.
Скорость вращения АД ωс в установившемся режиме опреде-
ляют по формуле (1.42).
Скольжение АД на естественной характеристике, соответствующее моменту нагрузки Мс, можно определить через номинальные скольжение S
и момент М
ном
SS
с ном
M
M
ном
согласно выражению
ном
с
.
(1.61)
Номинальное скольжение АД находят по формуле (1.25).
Полные потери мощности ΔР в А Д рассчитывают по формуле (1.46).
Переменные потери мощности АД ΔPV определяют по формуле (1.49).
Приведенный ток ротора АД
I
, А, при моменте нагрузки
2
Мс, рассчитывают по формуле
ω
I
2
с0с
.
3
R
2
(1.62)
Синхронную скорость вращения АД ω0 определяют по формуле (1.41).
Постоянные потери мощности АД с учетом формулы (1.48)
определяют по выражению
ΔΔ Δ Δ Δ
С VV
( ) (3 3 ).
ном 1ном 2ном ном 1ном 1 2ном 2
Номинальный приведенный ток ротора АД
ответствии с формулой (1.62) равен
ω
ном 0 ном
3
.
R
2
I
2ном
30
, А, в со-
2ном
(1.63)
(1.64)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]