Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы электропривода. Лабораторный практикум. Учебное пособие
.pdf
Прак тическая работа № 5
22 2
11 2 2
3 3 3,
Q U I Ix x
Реактивную мощность Q, вар, для установившегося режима
работы А Д определяют по формуле
Q Ix Ix I х
μμ
(1.65)
где Iμ – ток намагничивания, А; хμ – индуктивное сопротивле-
ние контура намагничивания, Ом; х1,
x
– индуктивные сопро-
2
тивления фазы обмотки статора и приведенное фазы обмотки
ротора соответственно, Ом.
Для П-образной схемы замещения АД при активном сопро-
тивлении контура намагничивания Rμ ≈ 0 и Iμ = U
1ном.ф/xμ
фор-
мулу (1.65) можно записать в следующем виде:
3 3 ( ).
1ном.ф 2 1 2
2
μ
(1.66)
Решить задачи.
1. Для ДПТ определить постоянные потери мощности ΔPC.
Рассчитать полные потери энергии ΔА в якоре электродвигателя за цикл работы, в котором он в течение времени t1 работает
с моментом нагрузки Мс1, времени t2 – с моментом нагрузки Мс2
и времени t3 – с мо мен том наг рузк и Мс3. Найти цикловой КПД ηц
ЭП с ДПТ при его работе в заданном цикле. Ток возбуждения
электродвигателя в цикле не изменяется и равен номинальному.
Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 1.5.
2. Для АД рассчитать полные потери мощности ΔР и коэффициент мощности cos φ при его работе на естественной характеристике с моментом нагрузки Мс. Тех ническ ие данные АД приведены в таблице 1.6.
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.
31
Прак тические работ ы
,
3
t
мин
15
12
10
7
2
14
5
13
3
8
9
6
4
4
17
,
Таблица 1.5
М
,
t
,
с3
2
с2
М
,
1
t
,
с1
М
,
дп
r
,
я
r
Н·м
мин
Н·м
мин
Н·м
Ом
Ом
10 0,9М
3 0,5М
ном
ном
ном
11 М
12 0,7М
ном
ном
ном
4 0,6М
5 М
ном
ном
ном
13 М
6 0,8М
ном
ном
ном
14 М
15 0,8М
ном
ном
ном
7 0,9М
8 М
ном
ном
ном
16 М
9 0,5М
ном
ном
ном
3 0,6М
2 М
ном
ном
ном
11 М
10 0,6М
ном
ном
ном
4 М
12 0,8М
ном
ном
ном
5 М
6 0,8М
ном
ном
ном
14 М
13 0,9М
ном
ном
ном
7 М
15 0,5М
ном
ном
ном
8 М
9 0,5М
ном
ном
ном
17 М
16 0,6М
ном
ном
ном
,
%
ном
η
,
ном
n
Исходные данные для решения задачи
об/мин
,
В
ном
U
,
ном
кВт
Р
32
Тип
ДПН НВ
Вариант
2 2ПО132L 2,2 220 1000 75,5 0,88 0,64 0,9М
4 2ПО132М 4,5 220 2240 76,5 0,271 0,204 0,7М
3 2ПО160М 3,2 110 1120 80,5 0,11 0,078 0,8М
1 2ПО132М 1,3 110 800 65,5 0,472 0,308 М
5 2ПО180L 5,2 110 800 80,5 0,065 0,044 0,6М
6 2ПО132L 6,7 220 3000 86 0,12 0,089 0,5М
7 2ПО180L 7,5 110 1000 89 0,042 0,03 М
8 2ПО180L 9,0 220 1060 86 0,143 0,073 0,9М
9 2ПО160М 9,5 110 3000 86 0,02 0,018 0,8М
10 2ПО180M 10,0 220 1500 86,5 0,121 0,071 0,7М
11 2ПО200L 11,0 440 1000 87 0,5 0,264 0,6М
12 2ПО160L 12,0 440 3000 89,5 0,171 0,131 0,5М
13 2ПО20 0M 14,0 220 1500 88 0,071 0,041 М
14 2ПО180M 14,0 440 2120 89 0,232 0,154 0,9М
15 2ПО200L 17,0 220 1500 90 0,055 0,037 0,8М
Таблица 1.6
2
R
2
,x
Прак тическая работа № 5
Ом
,
1
х
Ом
,
μ
А
I
,
Ом
,
1
R
Ом
ном
φ
cos
ном
η
,
А
1ном
I
,
ном
n
об/мин
,
ном
кВт
Р
Технические данные асинхронных двигателей
2р
АД
Тип
7 4MTF200LB8 8 22 715 57 80,5 0,7 0,14 0,138 37,3 0,31 0,47
2 4MTF112LB6 6 3,7 900 11,2 70 0,79 1,55 1,774 7,7 1,95 3,2
3 4MTF132L6 6 5,5 915 14,8 74 0,74 1,07 0,863 8,96 1,3 2,1
4 4MTF132LB6 6 7,5 935 18,2 77 0,77 0,68 0,666 11,1 0,98 1,44
1 4MT F112L6 6 2,2 910 7, 2 64 0,76 2,97 3,334 5,51 3,11 3,95
5 4MTF16 0L6 6 11 910 32 79 0,76 0,35 0,31 23,5 0,59 1,01
Варинт
8 4MTH225M8 8 30 720 74,6 83 0,72 0,14 0,084 46,7 0,23 0,42
6 4MTF200L8 8 15 710 42 79 0,71 0,235 0,243 29,8 0,51 0,725
9 4MTH225L8 8 37 725 87,4 86 0,74 0,1 0,07 52,3 0,17 0,31
11 4MTH280M10 10 60 580 124 85 0,75 0,047 0,044 70,6 0,15 0,19
10 4MTH280S10 10 45 576 103 85 0,76 0,06 0,063 57,8 0,21 0,24
14 4MT H355M10 10 132 585 315 89 0,68 0,014 0,017 183 0,064 0,11
13 4MTH 355S10 10 110 584 266 89 0,7 0,019 0,021 155 0,078 0,134
12 4M TH280L10 10 75 582 16 6 87 0,77 0,031 0,03 89,5 0,11 0,146
15 4MTH355L10 10 160 586 392 90,3 0,61 0,012 0,012 247 0,048 0,085
33
Прак тические работ ы
1. Поясните, какие потери мощности в электродвигателе яв-
ляются: а) постоянными; б) переменными.
2. Приведите формулы для определения переменных потерь
мощности ДПТ и А Д.
3. Объ я сн ит е, как опреде л ит ь полн ы е по т ери мощнос т и в ЭП.
4. Дайте определение циклового КПД ЭП.
5. Поясните, что называется коэффициентом мощности ЭП.
Цель: научиться рассчитывать и выбирать электродвигатели
по мощности для различных режимов работы.
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.
Особенности выбора электродвигателей
Основным требованием при выборе электродвигателя является его соответствие условиям технологического процесса рабочей
машины. Задача выбора состоит в поиске такого электродвигателя, который будет обеспечивать заданный технологический цикл
рабочей машины, иметь конструкцию, соответствующую условиям эксплуатации и компоновки с рабочей машиной, а его нагрев
при этом не будет превышать допустимый уровень.
Выбор электродвигателя недостаточной мощности может
привести к нарушению заданного технологического цикла и снижению производительности рабочей машины. Происходящие
при этом его повышенный нагрев и ускоренное старение изоляции определяют преждевременный выход самого электродвигателя из строя, останов рабочей машины и соответствующие экономические потери.
34
Прак тическая работа № 6
Недопустимым является также использование электродвигателей завышенной мощности, так как при этом, имея повышенную первоначальную стоимость, ЭП работает с низкими КПД
и коэффициентом мощности. Таким образом, обоснованный
выбор электродвигателя во многом определяет технико-экономические показатели работы системы «ЭП – механизм».
Основой для выбора электродвигателя и расчета его мощности является нагрузочная диаграмма механизма. Нагрузочная
диаграмма механизма (исполнительного органа рабочей машины)
представляет собой зависимость приведенного к валу двигателя статического момента Мс (t) или статической мощности Pс (t)
от времени.
На основании анализа режимов работы выделены наиболее
характерные, т. е. типовые режимы работы для которых проектируют и изготавливают электродвигатели.
Типовые (номинальные) режимы работы электродвигателей
имеют обозначения S1...…S10.
Режимы S1...S3 являются основными. Номинальные данные
электродвигателей, работающих в этих режимах, определяются
паспортом и каталогами.
Режимы S4…...S10 дополняют основные и помогают упростить
нагрузочные диаграммы произвольных режимов.
Типовой режим (продолжительный) S1 работы электродви-
гателя характеризуется неизменной нагрузкой в течение времени,
за которое перегрев всех его частей достигает установившегося
значения. Работа электродвигателя в режиме S1 может происходить с постоян ной или переменной цик л ической нагрузкой. В таком режиме работают электродвигатели насосов, вентиляторов,
эскалаторов, транспортеров.
Типовой режим (кратковременный) S2 работы электродви-
гателя – режим, при котором периоды работы электродвигателя
с неизменной нагрузкой чередуются с периодами его отключения
(остановки). При этом периоды работы не настолько длительны,
чтобы превышения температуры могли достигнуть установившегося значения, а периоды остановки настолько длительны, что все
его части охлаждаются до температуры окружающей среды. В таком режиме работают электродвигатели зажимных устройств металлорежущих станков, открытия затворов шлюза, разводных
мостов.
35
Прак тические работ ы
РP
η
п
kP
Типовой режим (повторно-кратковременный периодический) S3 работы электродвигателя – режим, при котором кратковременные периоды с неизменной нагрузкой чередуются с периодами отключения (паузами), причем как рабочие периоды, так
и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры
всех частей электродвигателя могли достигнуть установившихся
значений. В таком режиме работают электродвигатели кранов,
лифтов, экскаваторов, подъемно-транспортных механизмов.
Предварительный выбор электродвигателя по мощности
Мощность электродвигателя предварительно рассчитывают
исходя из нагрузочной диаграммы механизма и режима работы
электродвигателя.
Выбор электродвигателя осуществляют по условию
,
где Р
ном р
– номинальная мощность электродвигателя, выбранная
ном
(1.67)
по справочнику, Вт; Рр – расчетная (требуемая) мощность электродвигателя, Вт.
Для ЭП, работающих в продолжительном режиме S1 с постоянной нагрузкой, расчетная мощность электродвигателя Рр,
Вт, равна
где kз – ко э ффиц иен т за п а са элект родви гате л я по мощност и, равный 1,08…...1,36; Рс – статическая мощность механизма, Вт; ηп –
КПД механической передачи, принимается равным 0,93...…0,98.
должительном режиме S1 с переменной циклической нагрузкой,
можно рассчитать по эквивалентному статическому моменту М
Н∙м, согласно формуле
36
зс
P
р
,
(1.68)
Расчетную мощность электродвигателя, работающего в про-
с.э
ω
р з с.э ном
.P kM
(1.69)
Эквивалентный статический момент равен
n
М Mt
1
с.э с
t
ц
2
i
,
ii
1
(1.70)
,
Прак тическая работа № 6
ц р0
t tt
где Мсi – статический момент на i-м интервале нагрузочной диаграммы механизма, Н·м; ti – продолжительность i-го интервала,
с; tц – время цикла, с; n – число рабочих интервалов в цикле.
Время цикла рассчитывают по формуле
,
(1.71)
где tр – продолжительность работы электродвигателя за время
цикла, с; t0 – время пауз (когда двигатель отключен), с.
При кратковременном режиме работы S2 электродвигателя
желательно, чтобы действительное время кратковременной работы tр было равно одному из стандартных значений времени t
р.ст
=
= 10, 30, 60, 90 мин, для которого изготовлен электродвигатель.
Для электродвигателей, работающих в режиме S2, эквивалентный статический момент М
с.э.ст с р
t
р.ст
с.э.ст
1
, Н·м, равен
2
.M Mt
(1.72)
Расчетную мощность электродвигателя, работающего в режиме S2, определяют по формуле (1.69) путем подстановки М
= М
щий по каталогу значения t
значениям tр и М
.
с.э.ст
Если tр ≠ t
, то предварительно выбирают двигатель, имею-
р.ст
с.э.ст
.
р.ст
и Р
, ближайшие к заданным
ном
с.э
=
Расчетную (требуемую) мощность электродвигателя, работающего в повторно-кратковременном режиме S3, определяют
по формуле
ω
(1.73)
где М
р з с.э ст ном
(ПВст) – эквивалентный статический момент при стандарт-
с.э
(ПВ ) ,P kM
ной продолжительности включения ПВст электродвигателя, Н·м.
В режиме работы S3 эквивалентный статический момент
М
(ПВ), Н·м, при реа льной продолжительности включени я (ПВ),
с.э
рассчитывают за рабочее время (т. е. без учета пауз, когда электродвигатель отключается от источника питания) по формуле
n
(ПВ) .
M Mt
с.э с
1
t
2
ii
i
1
р
(1.74)
37
Прак тические работ ы
ц
t
.MM
Реальная продолжительность включения электродвигателя
ПВ, %, равна
ПВ 100 %.
р
t
(1.75)
Рассчитанный эквивалентный статический момент при ре-
альной продолжительности включения М
(ПВ) следует приве-
с.э
сти к эквивалентному статическому моменту при стандартной
продолжительности включения М
(ПВ ) (ПВ) .
MM
с.э ст с.э
(ПВст), Н·м, по формуле
с.э
ПВ
ПВ
ст
(1.76)
Изготавливают электродвигатели со стандартной продолжи-
тельностью включения ПВст = 15, 25, 40, 60 %.
Проверка выбранного электродвигателя
Выбранный электродвигатель проверяют, как правило,
по трем условиям: нагреву, перегрузочной способности и пуску.
Проверку электродвигателя по нагреву осуществляют методом
эквивалентных величин (момента, тока, мощности).
Метод эквивалентного момента применяют для электродвигателей, работающих с постоянным магнитным потоком (ДПТ
независимого и параллельного возбуждения, АД, работающие
при скольжениях, меньших критического значения).
Если нельзя воспользоваться методом эквивалентного момента (ДПТ последовательного и смешанного возбуждения,
АД с короткозамкнутым ротором в пускотормозных режимах),
то используют метод эквивалентного тока, который является
самым общим из методов эквивалентных величин.
Самое ограниченное применение имеет метод эквивалентной
мощности, которым можно воспользоваться, если магнитный
поток и скорость электродвигателя неизменны. Обычно такие
условия возникают при работе электродвигателя с переменной
нагрузкой и примерно постоянной скоростью.
Рассмотрим проверку электродвигателя по нагреву методом
эквивалентного момента.
Для электродвигателей, работающих в режиме S1, должно
соблюдаться условие
ном с.э
38
(1.77)
Прак тическая работа № 6
MM
MM
Номинальный момент двигателя рассчитывают по форму-
ле (1.17).
Для электродвигателей, работающих в режиме S3 должно
выполняться условие
ном с .э ст
(ПВ ).MM
(1.78)
Проверку по перегрузочной способности АД осуществляют
по условию
где М
– максимальный момент, развиваемый электродвигате-
mах
лем, Н·м; М
0, 81 ,
– наибольшее значение статического момента
сi mах
max с max
i
(1.79)
на нагрузочной диаграмме механизма, Н·м.
Максимальный момент АД определяют по формуле
λ
max ном
.
m
(1.80)
Проверку по условию пуска АД осуществляют по условию
0, 81 ,MM
п с.п . max
(1.81)
где Мп – момент, ра звиваемы й элект родвигателем при пуске, Н·м;
М
– максимальное значение статического момента при пу-
с.п.mах
ске, Н·м.
Пусковой момент АД рассчитывают по формуле (1.38).
Если эквивалентные величины превышают номинальные
или не выполняется условие проверки электродвигателя по перегрузочной способности или пуску, то в этом случае следует
выбрать по каталогу электродвигатель бóльшей мощности и повторить расчеты.
Решить задачи. Исходные данные для решения приведены
в таблице 1.7.
1. Выбрать мощность ДПТ, который работает в режиме S1
с постоянной статической мощностью Рс. Построить нагрузочную диаграмму механизма.
2. Выбрать мощность АД и проверить его по необходимым условиям. Электродвигатель работает в режиме S1 с переменной нагрузкой по заданному циклу. Номинальная скорость электродвигателя равна ω
. Построить нагрузочную диаграмму механизма.
ном
39
Прак тические работ ы
3. Выбрать мощность АД, который работает в режиме S2
с моментом нагрузки Мс. Значения времени рабочего периода tр
и номинальной скорости электродвигателя ω
приведены в таб-
ном
лице 1.7.
4. Выбрать мощность АД и проверить его по необходимым
условиям. Электродвигатель работает в режиме S3 с переменной
нагрузкой по заданному циклу. Номинальная скорость электродвигателя равна ω
. Стандартную продолжительность вклю-
ном
чения электродвигателя принять равной ПВст. Построить нагрузочную диаграмму механизма.
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. Поясните отличие нагрузочной диаграммы механизма
от нагрузочной диаграммы ЭП.
2. Назовите особенности: а) продолжительного номинального
режима работы S1 электродвигателя; б) кратковременного номинального режима работы S2 электродвигателя; в) повторно-кратковременного номинального режима работы S3 электродвигателя.
Объясните порядок выбора электродвигателя для этих режимов.
3. Назовите условия проверки выбранного электродвигателя
и поясните их.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]