- •1. Расчет механических характеристик
- •Расчет и построение естественной механической характеристики асинхронного двигателя
- •2. Расчет и построение механических переходных процессов
- •2.1 Расчет механических переходных процессов в двигательном режиме
- •2.2 Расчет механических переходных процессов двигателя, работающего в режиме динамического торможения
- •4. Расчет и построение графиков зависимости мощности от времени.
- •Разработка принципиальной схемы управления электродвигателем
- •5.1. Подготовка схемы к работе
- •5.2.1 Работа схемы при автоматическом пуске двигателя
- •5.2.2 Работа схемы при ручном пуске двигателя
- •5.3. Виды защит и блокировок
- •Технические данные применяемых аппаратов
1. Расчет механических характеристик
Расчет и построение естественной механической характеристики асинхронного двигателя
Расчет естественной механической характеристики асинхронного двигателя (АД) ведется по формуле Клосса:
(1.1)
где - критический момент АД;
(1.2)
где - перегрузочная способность АД;
(1.3)
где - соответственно номинальный момент, мощность и угловая скорость АД;
(1.4)
где - номинальная частота вращения АД.
мин
Н∙м
Н∙м
Величина критического скольжения определяется по формуле:
(1.5)
где - номинальное скольжение АД;
(1.6)
где - синхронная частота вращения АД;
(1.7)
где - частота переменного тока, Гц; - число пар полюсов АД
мин ;
Определяют коэффициент
(1.8)
где - активное сопротивление фазы статора АД;
- активное сопротивление фазы ротора, приведенное к цепи статора АД.
Определяют активное сопротивление фазы статора:
(1.9)
где - номинальное напряжение статора АД;
- номинальный ток фазы статора АД;
Ом
Определяют активное сопротивление фазы ротора, приведенное к статору АД:
(1.10)
где - номинальная линейная ЭДС ротора АД;
- номинальный ток фазы ротора АД;
- коэффициент трансформации АД.
Коэффициент трансформации АД находится по формуле:
(1.11)
Ом
.
Задаваясь скольжением в диапазоне рассчитывают момент и угловую скорость АД в двигательном режиме. Результаты расчетов сводят в табл.1.1
Угловая скорость АД определяется по формуле:
;
где с
Таблица 1.1
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
0,2784 |
|
0 |
78,54 |
|
0,23 |
4,35 |
0,2784 |
4,8584 |
2241,35 |
76,97 |
0,08 |
0,92 |
1,0875 |
0,2784 |
2,2859 |
4763,72 |
72,26 |
|
1 |
1 |
0,2784 |
2,2784 |
4779,4 |
71,71 |
0,12 |
1,38 |
0,725 |
0,2784 |
2,3834 |
4568,84 |
69,11 |
0,2 |
2,3 |
0,435 |
0,2784 |
3,0134 |
3613,65 |
62,83 |
0,4 |
4,6 |
0,2175 |
0,2784 |
5,0959 |
2136,89 |
47,12 |
0,6 |
6,9 |
0,145 |
0,2784 |
7,19 |
1514,52 |
31,42 |
0.8 |
9,2 |
0,10875 |
0,2784 |
9,58715 |
1135,83 |
15,71 |
1 |
11,5 |
0,087 |
0,2784 |
11,8654 |
917,74 |
0 |
Естественная механическая характеристика, построенная по данным табл.1.1, представлена на рис.1.1.
Искусственные механические характеристики АД строятся графически. Для этого задаются максимальным моментом и откладывают его на оси абсцисс (точка “а”). Определяют момент переключения (где - момент сопротивления, равный ) и откладывают его также на оси абсцисс. Из точки “а” восстанавливают перпендикуляр до пересечения с прямой, проведенной из точки параллельно оси абсцисс. Находят точку “к”. Соединяя две точки с координатами ( ), ( ) прямой, получают первую искусственную механическую характеристику АД с максимальным сопротивлением пускового резистора .
Для построения второй искусственной характеристики поступают следующим образом. Из точки “б” пересечения перпендикуляра, соответствующего моменту , с первой искусственной характеристикой проводят прямую параллельную оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, соответствующим моменту , находят точку “в”. Точку с координатами ( ) соединяют с точкой “в” прямой, которая будет являться новой искусственной характеристикой соответствующей второй пусковой ступени с сопротивлением .
Для построения третьей искусственной характеристики из точки “г” проводят прямую параллельно оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, восстановленным из точки “а”. Полученную точку “д” соединяют с точкой ( ) прямой, которая и будет являться третьей искусственной характеристикой соответствующей пусковой ступени с сопротивлением .
Для построения четвертой искусственной характеристики из точки “е” проводят прямую параллельно оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, восстановленным из точки “а”. Полученную точку “ж” соединяют с точкой, координаты которой ( ). Получают прямую, которая будет являться четвертой пусковой ступенью с сопротивлением .
Сопротивления ступеней пусковых резисторов находят следующим образом. Из точки с координатами ( ) проводят прямую параллельно оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, восстановленным из точки “а”. Получают точку “к”. Тогда отрезок “ки” будет соответствовать активному сопротивлению фазы ротора АД.
Отрезки на линии “ки” соответствуют величинам сопротивлений пусковых резисторов в определенном масштабе. Для определения этого масштаба находят сопротивление фазы ротора:
Ом;
Тогда масштаб сопротивлений будет равен:
,
Величины сопротивлений пусковых резисторов разных ступеней определяются отрезками “ав”, “вд”, “дж”, “жи”:
;
Ом;
Ом;
Ом;
Ом.
Таким образом, для получения первой искусственной механической характеристики АД в цепь ротора вводится пусковой резистор с сопротивлением . Вторая пусковая ступень соответствует сопротивлению , третья пусковая ступень - , четвертая - .