Методичка элетротехника 2013

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

По результатам испытаний строят рабочие характеристики АД в относительных или абсолютных единицах (по усмотрению автора) при соединении обмотки статора треугольником, как показано на рис. 8.2.

8.4.ПРОГРАММА РАБОТЫ

1.Ознакомьтесь с паспортными данными асинхронного двигателя и запишите их. Вычислите номинальный вращающий момент

М2ном двигателя.

2.Соберите электрическую цепь согласно схеме (см. рис. 8.1).

3.Выполните пуск асинхронного двигателя.

4.Снимите рабочие характеристики АД при соединении обмоток статора треугольником. Результаты измерений запишите в табл. 8.1.

5.Вычислите ток I1 статора, полезную мощность P2 двигателя,

скольжение s, КПД , коэффициент мощности cos , а также относительные значения тока статора I1*, полезной мощности Р2*, момента M2* и частоты вращения ротора двигателя n2*. Результаты вычислений запишите в табл. 8.2.

6.Постройте рабочие характеристики асинхронного двигателя в относительных или абсолютных единицах (по желанию автора или указанию преподавателя), как показано на рис. 8.2.

7.Запишите технические данные электроизмерительных приборов.

8.Выполните анализ полученных результатов.

Отметьте соответствие вида полученных рабочих характеристик двигателя теоретическим; ток холостого хода I0 двигателя в процентах от I1ном (или в относительных единицах); степень изменения частоты вращения ротора при изменении нагрузки двигателя от холостого хода до номинальной; значения скольжения s при холостом хо-

103

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

де и номинальной нагрузке; значения коэффициента мощности cos при холостом ходе двигателя; наибольшие значения КПД mах и коэффициента мощности cos mах и полезную мощность P2*, при которой они достигаются. Сравните значения тока I1 в обмотке статора, частоты вращения n2 ротора, коэффициента мощности cos φ и КПД η, полученные в результате испытаний АД при номинальной нагрузке (при

М2 но м ) с паспортными значениями этих величин.

8.5.Контрольные вопросы

1.Назовите основные конструктивные элементы асинхронного двигателя и укажите их обозначения на электрической схеме.

2.Какие данные АД указывают в его паспорте?

3.Как по паспортным данным АД определить: номинальный момент М2ном; частоту вращения n1 магнитного поля; число пар полюсов р?

4.Как осуществляют пуск АД?

5.Как изменить направление вращения АД?

6.Какие характеристики АД называют рабочими, и при каких условиях их снимают?

7.Как создают тормозной момент при снятии рабочих характеристик АД? Каким образом изменяют значение тормозного момента?

8.Как замеряют тормозной момент?

9.Каким образом осуществляют защиту электроизмерительного комплекта от пусковых токов?

104

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Работа 9 РАСЧЕТ ПРОВОДОВ

9.1. ВЫБОР МАРКИ ПРОВОДА

Провода состоят из проводящей жилы, изоляции и защитного покрова. По материалу проводящей жилы провода бывают медные и алюминиевые. В марке проводов с алюминиевой жилой присутствует буква «А». Если проводящая жила состоит из большого числа тонких перевитых проволок, то такой провод будет гибким.

В качестве изолирующего материала применяют (в скобках указано обозначение данной изоляции в марке провода): резину (Р), наиритовую резину (Н), поливинилхлорид (В), полиэтилен (П). Кроме изолированных проводов для воздушных линий применяют неизолированные (голые) провода, для которых в качестве проводящего материала применяют также и сталь.

Защитные покровы применяют для защиты изолирующего материала от механических и химических воздействий. Для защиты применяют оплетку из пряжи, иногда пропитанную лаком, пластмассовые или металлические оболочки.

9.2. ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ

Промышленность выпускает провода следующих сечений, мм2:

0,5; 0,75; 1,0; 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; 3;4; 5; 6; 8; 10; 16; 25; 35; 50 и т. д. Вы-

бор сечения осуществляют по трем критериям: по механической прочности (qмх), по току нагрузки (qI) и по потере напряжения (q u).

9.2.1.Выбор по механической прочности

Взависимости от условий прокладки проводов и материала про-

водящей жилы в справочных таблицах указаны минимально

105

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

допустимые сечения проводов с точки зрения механической прочности. Выбранное сечение должно удовлетворять условию qмх qmin.

Для большинства условий прокладки алюминиевых проводов qmin = 2,5 мм2, а для медных qmin = 0,5 или 0,75 мм2.

9.2.2. Выбор по току нагрузки

Провода служат для присоединения электроприемников к источнику питания. Ток в проводнике зависит от мощности электроприемника: чем больше мощность, тем больше ток в проводнике. В проводнике с сопротивлением R и током I имеет место мощность потерь R I2, при этом провод и его изоляция нагреваются. Так как мощность потерь зависит от тока и сопротивления провода, а сопротивление зависит от сечения провода, то для провода с конкретным сечением с увеличением тока увеличивается температура нагрева изоляции. Каждый класс изоляции имеет максимально допустимую температуру нагрева, а, следовательно, провод данного сечения — максимально допустимый ток Iдоп.

В зависимости от сечения провода, материала проводящей жилы, класса изоляции, условий прокладки проводов и числа жил в справочных таблицах приводят значения допустимых токов в проводах (табл. 9.1).

Вычислив расчетный ток Iр в проводе, по таблице находят такое сечение qI, чтобы Iдоп Iр. Расчетный ток Iр зависит от типа и числа электроприемников, присоединенных к данной линии передачи.

В случае однофазного приемника, присоединенного в конце линии, имеющего электрическую мощность P, расчетный ток находят по формуле

где Uф — фазное напряжение; cos — коэффициент мощности электроприемника.

106

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Таблица 9.1

Длительно допустимый ток Iдоп для проводов

срезиновой и пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ

салюминиевыми (числитель) и медными (знаменатель) жилами

при температуре окружающего воздуха 25 С

АПР, АПРТО, АПРВ, АПВ, ПР, ПРТО, ПРГ, ПРВ, ПВ, ПГВ, ПРГВ

107

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

где Р — мощность трехфазного приемника; Uл — линейное напряжение.

Как однофазные, так и трехфазные электроприемники могут быть распределены вдоль одной линии (рис. 9.1), т. е. присоединены к линии передачи в разных точках. В этом случае в формулах (9.1) и (9.2) вместо мощности P надо принимать расчетную мощность

n — число электроприемников, присоединенных к линии.

Коэффициент спроса учитывает то, что не все электроприемники могут быть включены одновременно, не все одновременно

работают в номинальном режиме и другие условия. Для нескольких светильников, присоединенных к линии и включаемых одним выключателем, коэффициент спроса kс = 1. Для линии, питающей светильники ряда помещений, можно принимать kс = 0,8 ... 0,9.

В случае присоединения к линии электродвигателей или электротехнологических установок с изменяющейся мощностью в первом приближении для определения коэффициента спроса можно пользоваться табл. 9.2.

Таблица 9.2

Зависимость коэффициента спроса от числа электроприемников

108

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

9.2.3. Выбор по потере напряжения

Каждый электроприемник имеет номинальное напряжение, указанное в паспорте. Большинство приемников допускают отклонение напряжения на 5 %. Следовательно, в линиях передачи от источника питания до самого удаленного приемника допускается иметь потерю напряжения не более 5 %.

На участке электрической цепи с током I потеря напряжения равна U I Rcos Xsin , где R и X — активное и индуктивное сопротивления этого участка цепи. В сетях с напряжением до 1 кВ индуктивным сопротивлением пренебрегают и считают, что

В случае однофазной нагрузки в конце линии (рис.9.2) ток находят по (9.1), а

сопротивление по формуле R 2qL , где

L — длина линии, м; — удельная прово-

м

димость, Ом мм2 , q — сечение провода, мм2.

Заменив потерю напряжения U в вольтах на потерю напряжения

в процентах u U 100%, получим формулы для определения сечения

U ном

провода q U, обеспечивающего допустимую потерю напряжения:

для однофазной нагрузки в конце линии

для однофазных нагрузок, распределенных вдоль линии

109

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

для трехфазной нагрузки в конце линии

для трехфазных нагрузок, распределенных вдоль линии

В формулах (9.5) (9.8) следует принимать удельную проводимость алюминиевых и медных проводов соответственно равными 33 и 54 м/Ом мм2.

Найдя три значения сечения провода, в качестве выбранного сечения qвыбр принимают максимальное из трех (qмх, qI, q U). Выбрав сечение линейных проводов, можно найти действительную потерю напряжения на участке, например

д qвыбр

В четырехпроводных сетях с заземленной нейтралью сечение нейтральных проводов должно быть не менее 50 % сечения линейных проводов.

9.3.ВАРИАНТЫ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАНИЙ

9.3.1.Выбрать сечение провода для подключения однофазного электроприемника, расположенного на расстоянии L от источника электрической энергии. Напряжение Uф = 220 В. Провода проложены открыто. Материал проводящей жилы – по указанию преподавателя. Мощность электроприемника P1, длина линии L, коэффициент мощ-

ности cos φ и допустимая потеря напряжения u приведены в табл. 9.3.

Таблица 9.3

110

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Расчетные данные к заданию 9.3.1

9.3.2. Выбрать сечение провода для подключения трехфазного электроприемника, расположенного на расстоянии L от источника электрической энергии. Напряжение Uл = 380 В. Провода проложены в трубе. Материал проводящей жилы — по указанию преподавателя. Мощность электроприемника P1, длина линии L, коэффициент мощности cos φ и допустимая потеря напряжения u приведены в табл. 9.4.

Таблица 9.4

Расчетные данные к заданию 9.3.2

111

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

9.3.3. Выбрать сечение провода для подключения 12 однофазных электроприемников, распределенных вдоль линии на различных расстояниях Li от источника энергии. Напряжение Uф = 220 В. Провода проложены открыто. Материал проводящей жилы – по указанию преподавателя. Мощность электроприемников P1i, коэффициент мощности cos φ, допустимая потеря напряжения u, и расстояния Li от источника питания до электроприемников приведены в табл. 9.5 и 9.6. Коэффициент спроса kс = 1.

Таблица 9.5

Расчетные данные к заданию 9.3.3

Таблица 9.6

Расстояние электроприемников от источника питания

9.3.4. Выбрать сечение провода для подключения 8 трехфазных электроприемников, распределенных вдоль линии на различных расстояниях Li от источника энергии. Напряжение Uл = 380 В. Провода проложены в трубе. Материал проводящей жилы — по указанию преподавателя. Мощность электроприемников P2i, коэффициент

112