Явкру филиал фгоу впо

“НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА”

Контрольная работа Дисциплина: электропривод

Тема: Аналитический метод расчета и графические выражения рабочих характеристик асинхронного двигателя.

Выполнил студент: Бурнашов В.А.

4 курса ЭМ-06-56

Проверил: Солнцев Г.Е.

Якутск 2009 г.

Дано:

Аналитический метод расчета основано на Г-образной схеме замещения асинхронного двигателя АД (рис. 1)

1

Рис.1 Г-образная схема замещения АД

-коэффициент уточняющий расчет параметров рабочего контура R₁ X₁ включены в контур намагничивания чтобы намагничивающий ток I₀ не изменил своего значения.

Исходным параметрам АД являющая паспортные данные (таблица 1)

Таблица1

№ Варианта		Рн кВт	Uн В		n2н об/мин	R1 Oм	n1 об/мин	I1н А
2	12	2,7	220	380	1400	1,68	1500	6,1

Характеристики Х.Х. двигателя взяты из лабораторной работы 1 (I_oн=1,83 А. Р_он=300 Вт =283 Вт. Р_мех=200 Вт. сosφ_он=0,24 обмотка статора соединена звездой)

Характеристика К.З. двигателя взяты из лабораторной работы 2 (Р_к.н.=418 Вт. U_к.н.= 59,5 В. I_к.н.= 6,3 А. cosφ_к.н.= 0,372)

Требуется:

1. Рассчитать данные, занести в таблицу 2.

2. Построить рабочие характеристику рис. 2

3. Определить перегрузочную способность двигателя.

Решения:

1. Расчет данных.

Найдем активную и реактивную составляющего тока Х.Х.

1. I_oа = I_oсosφ_он => I_oа =1,83*0,24=0,44 А

2. I_op= I_oрsinφ_он => I_op=1,83* =1,78 А

Полное сопротивление К.З.

3. Z_k=U _кн./ I_к.н. => Z_k=59,5/6,3=9,44

Активные и индуктивные составляющие полного сопротивления К.З.

4. R_k=Z_kcosφ_к.н. => R_k=9,44*0,372=3,51 Ом

5. Х_к= => Х_к= =8,76

Приведенное активное сопротивление ротора

6. = R_k–R₁=> =3,51–1,68=1,83

Критическое скольжение

7. S_k.p.= /X_k=> S_k.p=1,83/8,76=0,2

Номинальное скольжение

8. S_н= (n₁-n_2н)/n₁=> S_н=(1500-1400)/1500=0,07

Задаемся следующим значениями скольжения S; 0,01; 0,02; 0,03; 0,046; 0,06 и 0,20. Результат записать в таблицу 2.

Активное сопротивление ротора

9) /S

1) 1,83/0,01=183 Ом

2) 1,83/0,02=91,5 Ом

3) 1,83/0,03=61 Ом

4) 1,83/0,046=39,78 Ом

5) 1,83/0,06=30,5 Ом

6) 1,83/0,20=9,15 Ом

Эквивалентное полное сопротивление

10) R_эк=R₁+ /S

1) R_эк=1,68+183=184,68 Ом

2) R_эк=1,68+91,5=93,18 Ом

3) R_эк=1,68+61=62,68 Ом

4) R_эк=1,68+39,78=41,46 Ом

5) R_эк=1,68+30,5=32,18 Ом

6) R_эк=1,68+9,15=10,83 Ом

Эквивалентное полное сопротивление рабочего контура схемы замещения.

11) Z_эк=

1) Z_эк= =184,89

2) Z_эк= =93,59

3) Z_эк= =63,29

4) Z_эк= =42,36

5) Z_эк= =33,35

6) Z_эк= =13,93

Коэффициент мощности рабочего контура схемы замещения

12) cosφ_2.= R_эк/Z_эк

1) cosφ_2.= 184,68/184,89=0,9989

2) cosφ_2.= 93,18/93,59=0,9956

3) cosφ_2.= 62,68/63,29=0,9904

4) cosφ_2.= 41,46/42,36=0,9788

5) cosφ_2.= 32,18/33,35=0,9649

6) cosφ_2.= 10,8313,93=0,7775

Приведенный ток ротора

13) = U₁/Z_эк

1) =380/184,89=2,06

2) =380/93,59=4,06

3) =380/63,29=6

4) =380/42,36=8,97

5) =380/33,35=11,39

6) =380-13,93=27,28

Активное и реактивное составляющие тока ротора

14) = cosφ₂

1) =2,06*0,9989=2,06

2) =4,06*0,9956=4,04

3) =6*0,9904=9,94

4) =8,97*0,9788=8,69

5) =11,39*0,9649=10,99

6) =27,28*0,7775=21,21

15) = sinφ₂

1) =2,06 =0,097

2) =4,06 =0,380

3) =6 =0,829

4) =8,97 =1,837

5) =11,39 =2,991

6) =27,28 =17,156

Активное и реактивное составляющие тока статора

16) I_1а=I_oа+

1) I_1а=0,44+2,06=2,5

2) I_1а=0,44+4,04=4,48

3) I_1а=0,44+5,94=6,38

4) I_1а=0,44+8,69=9,13

5) I_1а=0,44+10,99=11,43

6) I_1а=0,44+21,21=21,65

17) I_1р=I_oр+

1) I_1р=1,78+0,097=1,88

2)I_1р=1,78+0,380=2,16

3) I_1р=1,78+0,829=2,61

4) I_1р=1,78+1,837=3,62

5) I_1р=1,78+2,991=4,77

6) I_1р=1,78+17,156=18,94

Ток в обмотке статора

18) I₁₌

1) I₁₌ =3,13

2) I₁₌ =4,97

3) I₁₌ =6,89

4) I₁₌ =9,82

5)I₁₌ =12,39

6) I₁₌ =28,77

Коэффициент мощности двигателя

19) cosφ_1.= I_1a/I₁

1) cosφ_1.= 2,5/3,13=0,799

2) cosφ_1.= 4,48/4,97=0,901

3) cosφ_1.= 6,38/6,89=0,926

4) cosφ_1.= 9,13/9,82=0,930

5) cosφ_1.= 11,43/12,39=0,923

6) cosφ_1.= 21,65/28,77=0,753

Потребляемая двигателем мощность

20) P₁=m₁U₁I_1a

1) P₁=3*380*2,5=2850 Вт

2) P₁=3*380*4,48=5107,2 Вт

3) P₁=3*380*6,38=7273,2 Вт

4) P₁=3*380*9,13=10408,2 Вт

5) P₁=3*380*11,43=13030,2 Вт

6) P₁=3*380*21,65=24681 Вт

Электрические потери мощности

21)Р_э1=m₁ R₁

1) Р_э1=3*3,13²*1,68=49,38

2) Р_э1=3*4,97²*1,68=124,49

3) Р_э1=3*6,89²*1,68=239,26

4) Р_э1=3*9,82²*1,68=486,02

5) Р_э1=3*12,39²*1,68=773,70

6) Р_э1=3*28,77²*1,68=4171,67

Магнитные потери

22) Р_м= –Р_мех => Р_м= 283–200=83 Вт

Электромагнитная мощность

23)Р_эм=Р₁–Р_эл–Р_м

1) Р_эм=2850–49,38–83=2717,62

2) Р_эм=5107,2–124,49–83=4899,71

3) Р_эм=7273,2–239,26–83=6950,94

4) Р_эм=10408,2–486,02–83=9839,18

5) Р_эм=13030,2–773,70–83=12173,50

6) Р_эм=24681–4171,67–83=20426,33

Электромагнитный момент

24) М= Р_эм/ω₁ находим ω₁: => =157

1) М= 2717,62/157=17,31

2) М= 4899,71/157=31,21

3) М= 6950,94/157=44,27

4) М= 9839,18/157=62,67

5) М= 12173,50/157=77,54

6) М= 20426,33/157=130,10

Электрические потери в роторе прямо пропорциональны скольжению

25) Р_э2=SP_эм

1) Р_э2=0,01*2717,62=27,18

2) Р_э2=0,02*4899,71=97,99

3) Р_э2=0,03*6950,94=208,53

4) Р_э2=0,046*9839,18=452,60

5) Р_э2=0,06*12173,50=730,41

6) Р_э2=0,20*20426,33=4085,27

Коэффициенты нагрузки

26) В²=(I₁/I_1н)²

1) В²=(3,13/6,1)²=0,26

2) В²=(4,97/6,1)²=0,66

3) В²=(6,89/6,1)²=1,28

4) В²=(9,82/6,1)²=2,59

5) В²=(12,39/6,1)²=4,13

6) В²=(28,77/6,1)²=22,24

Добавочные потери принимаются равным 0,5% от подводимой к АД мощности

27) Р_доб=0,005Р₁

1) Р_доб=0,005*2850=14,25

2) Р_доб=0,005*5107,2= 25,54

3) Р_доб=0,005*7273,2 =36,37

4) Р_доб=0,005*10408,2=52,04

5) Р_доб=0,005*13030,2 =65,15

6) Р_доб=0,005*24681 =123,41

Добавочные потери для неноминального режима

28) =Р_добВ²

1) =14,25*0,26=3,17

2) =25,54*0,66=16,85

3) =36,37*1,28=46,55

4) =52,04*2,59=134,79

5) =65,15*4,13=269,07

6) =123,41*22,24=2744,64

Полезная мощность на валу двигателя

29) Р₂=Р_эм–Р_э2–Р_м–Р_доб

1) Р₂=2717,62–27,18–200–14,25=2476,19

2) Р₂=4899,71–97,99–200–25,54=4575,88

3) Р₂=6950,94–208,53–200–36,37=6506,04

4) Р₂=9839,18–452,60–200–52,04=9134,54

5) Р₂=12173,50–730,41–200–65,15=11177,94

6) Р₂=20426,33–4085,27–200–123,41=16017,65

Коэффициент полезного действия

30) η=Р₂/Р₁

1) η=2476,19/2850=0,869

2) η=4575,88/5107,2=0,896

3) η=6506,04/7273,2=0,895

4) η=9134,54/10408,2=0,878

5) η= 11177,94/1303,2=0,858

6) η= 16017,65/24681=0,649

Частота вращения ротора при различных значениях S

31) n₂=n₁(1–S)

1) n₂=1500(1–0,01)=1485

2) n₂=1500 (1–0,02)=1470

3) n₂=1500 (1–0,03)=1455

4) n₂=1500 (1–0,046)=1431

5) n₂=1500 (1–0,06)=1410

6) n₂=1500 (1–0,20)=1200

Полезный момент на волу двигателя

32) M₂= Р₂/ω₂=60Р₂/2πn₂=9,55Р₂/n₂

1) M₂=9,55*2476,19/1485=15,92

2) M₂=9,55*4575,88/1470=29,73

3) M₂=9,55*6506,04/1455=42,70

4) M₂=9,55*9134,54/1431=60,96

5) M₂=9,55*11177,94/1410=75,71

6) M₂=9,55*16017,65/1200=127,47

Таблица 2

Значения		S	0,01	0,02	0,03	0,046	0,06	0,20
1	/S		183	91,5	61	39,78	30,5	9,15
2	Rэк=R1+ /S		184,68	93,18	62,68	41,46	32,18	10,83
3	cosφ2.= Rэк/Zэк		0,9989	0,9956	0,9904	0,9788	0,9649	0,7775
4	= U1/Zэк		2,06	4,06	6	8,97	11,39	27,28
5	= cosφ2		2,06	4,04	9,94	8,69	10,99	21,21
6	= sinφ2		0,097	0,380	0,829	1,837	2,991	17,156
7	I1а=Ioа+		2,5	4,48	6,38	9,13	11,43	21,65
8	I1р=Ioр+		1,88	2,16	2,61	3,62	4,77	18,94
9	I1=		3,13	4,97	6,89	9,82	12,39	28,77
10	cosφ1= I1a/I1		0,799	0,901	0,926	0,930	0,923	0,753
11	P1=m1U1I1a		2850	5107,2	7273,2	10408,2	13030,2	24681
12	Рэ1=m1 R1		49,38	124,49	239,26	486,02	773,70	4171,67
13	Рэм=Р1–Рэ1–Рм		2717,62	4899,71	6950,94	9839,18	12173,50	20426,33
14	М= Рэм/ω1		17,31	31,21	44,27	62,67	77,54	130,10
15	Рэ2=SPэм		27,18	97,99	208,53	452,60	730,41	4085,27
16	В2=(I1/I1н)2		0,26	0,66	1,28	2,59	4,13	22,24
17	=РдобВ2		3,17	16,85	46,55	134,79	269,07	2744,64
18	Р2=Рэм–Рэ2–Рм–Рдоб		2476,19	4575,88	6506,04	9134,54	11177,94	16017,65
19	η=Р1/Р2		0,869	0,896	0,895	0,878	0,858	0,649
20	n2=n1(1–S)		1485	1470	1455	1431	1410	1200
21	M2=9,55Р2/n2		15,92	29,73	42,70	60,96	75,71	127,47