Проверка предварительно выбранного двигателя на перегрузочную способность по моменту при снижении напряжения

При пуске электродвигателя в заводских электрических сетях допускается снижение напряжения на 10 % по отношению к номинальному. Тогда максимальный пусковой момент электродвигателя можно определить по выражению

,

где – критический момент электродвигателя по каталогу, н.м.

Во время пуска, вследствие появления динамического момента ( ), на валу электродвигателя появляется увеличенный момент сопротивления. Для его продления должно соблюдаться условие

.

В данном задании динамический момент (с целью упрощения расчетов) не учитывается, тогда можно принять, что номинальный момент сопротивления равен номинальному моменту электродвигателя ( ), и проверить условие:

Номинальный момент электродвигателя можно определить по выражению:

,

,

где – номинальная мощность АД, кВт:

– номинальная скорость АД, рад/с;

– номинальная (каталожная) скорость АД, об/мин.

Условие выполняется, значит электродвигатель проходит на перегрузочную способность и не теряет работоспособность.

Для выбора типа и мощности электродвигателя следует построить нагрузочную диаграмму .

Расчет теплового состояния ад

Если представить асинхронный электродвигатель однородным телом (с допущением) с равномерно распределенными внутри его объема источниками тепла (потерями мощности), то процесс нагревания такого тела описывается уравнением

,

где – начальное превышение температуры, С⁰;

– установившееся превышение температуры, С⁰;

Т_н – постоянная времени нагревания, мин.

Если принять установившееся превышение температуры в номинальном режиме равным допустимому для данного класса термостойкости изоляции, то для любого иного режима

,

где – потери мощности на -й ступени нагрузки, кВт;

– потери мощности в номинальном режиме, кВт;

– допустимое превышение температуры, = 80 °С.

С целью сокращения времени в данном задании допускается рассчитывать только обобщенную кривую нагревания по средним потерям мощности для нескольких значений времени t (мин),

,

где – средние потери мощности за технологический цикл работы АД, кВт.

Расчет и построение механических характеристик асинхронного электродвигателя

Механическими характеристиками асинхронного электродвигателя называют зависимости развиваемого момента на его валу от величины скольжения, т.е. .

Скольжение электродвигателя определяется по выражению

=4,5

где – угловая синхронная скорость вращения магнитного поля статора, рад/с;

– скорость вращения ротора рад/с.

Угловая синхронная скорость вращения магнитного поля статора определяется по следующему выражению

,

Текущее значение скорости вращения ротора определяется по выражению:

,

можно воспользоваться формулой Клосса для построения искусственной характеристики асинхронного двигателя:

,

где М_к – критический момент электродвигателя (он же М_max при номинальных параметрах источника питания);

S – текущее значение скольжения, о.е;

S_к – критическое скольжение при М_к, о.е.

Критическое скольжение, соответствующее максимальному моменту, можно определить по выражению:

,

где характеризует перегрузочную способность АД по моменту.

Изменяя скольжение от S = 1 до S = 0 можно рассчитать зависимость М = f(S) для двигательного режима (квадрант I осей координат) и построить естественную механическую характеристику.

S	1	0,8	0,6	0,4	0,2	0
M, Нм	219,22	259,24	309,55	357,61	319,14	0

Величину добавочного сопротивления, которое необходимо включить в цепь ротора для достижения заданной скорости (заданного скольжения) вращения ротора, можно найти по выражению (2.25)

,

где S_н – скольжение электродвигателя при номинальной нагрузке;

S_и.н – скольжение электродвигателя на искусственной характеристике при номинальной нагрузке;

– активное сопротивление фазы ротора;

– напряжение и ток ротора по каталогу.