Пример расчета АД с фазным ротором
Высшего профессионального образования
«Ростовский государственный университет путей сообщения»
(РГУПС)
Н.А. Трубицина, М.Ю. Пустоветов, М.А. Трубицин
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МАШИН
ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО ТОКА
В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ
Учебно-методическое пособие
к курсовой работе
Ростов-на-Дону
УДК 621.313.333
Трубицина, Н.А.
Исследование характеристик машин переменного и постоянного тока в различных режимах работы : учебно-методическое пособие к курсовой работе / Н.А. Трубицина, М.Ю. Пустоветов М.А. Трубицин ; Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов н/Д, 2013. – 34 с. – Библиогр. : 5 назв.
Приведены методики и примеры расчета асинхронного двигателя с фазным и короткозамкнутым ротором в различных режимах работы, а также двигателя постоянного тока. Содержатся основные технические данные двигателей различных типов.
Предназначено для студентов специальностей «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» и профиля «Электромеханика» по дисциплинам: «Электрические машины» и «Электрический привод».
Рекомендовано к изданию кафедрой «Электрические машины и аппараты».
Рецензент канд. техн. наук, доц. Н.К. Колесников
Ростовский филиал «МГАВТ»
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Приводом называет устройство, предназначенное для приведения в действие машин и механизмов. Привод, в котором в качестве двигателя применяется электрический двигатель, называет электрическим приводом или электроприводом (ЭП).
ГОСТ дает следующее определение ЭП: электропривод –электромеханическая система, состоящая из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины (ИОРМ) и управления этим движением. Структура ЭП представлена на рисунке1.
![]() |
Рисунок 1. – Структура электропривода
Преобразовательное устройство (1) предназначено для преобразования электрической энергии (I,U,f), используемой в ЭП.
Электродвигательное устройство (2) предназначено для преобразования электрической энергии в механическую.
Передаточное устройство (3) предназначено для передачи механической энергии от электродвигателя к ИОРМ и согласования вида и скоростей их движения. В отдельных случаях преобразовательные и передаточные устройства могут отсутствовать.
Управляющее устройство (4) обеспечивает заданный режим работы ЭП и выполняет автоматический пуск, реверсирование, торможение, регулирование и стабилизацию частоты вращения и т.д.
Широкое распространение ЭП обусловлено рядом его достоинств: простота подвода энергии, удобство эксплуатации, простота осуществления автоматизации управления, малые габариты и вес, высокий КПД, надежность работы и быстродействие, широкий диапазон мощностей, больше пределы регулирования частоты вращения и т.д.
В качестве электродвигательного устройства могут быть использованы как двигатели постоянного тока (обычно независимого или параллельного возбуждения), так и переменного (чаще всего асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором).
Таблица 1. – Исходные данные к задаче 1
Технические данные асинхронных двигателей с фазным ротором (U1Л = 380 В; U1ф = 220 В; f = 50 Гц)
№ п/п | Тип двигателя | Рн, кВт | nн, об/мин | Мк/Мн | Статор | Ротор | ||||||
I1н, А | I0, А | r1, Ом | х1, Ом | r2, Ом | х2, Ом | Ке | J, кг·м2 | |||||
МТ-62-10 | 3,2 | 0,0652 | 0,186 | 0,028 | 0,0547 | 1,73 | 4,37 | |||||
МТ-63-10 | 2,9 | 73,8 | 0,0549 | 0,16 | 0,0332 | 0,0704 | 1,42 | 5,5 | ||||
МТ-71-10 | 3,3 | 0,0275 | 0,113 | 0,0266 | 0,068 | 1,21 | ||||||
МТВ512-8 | 2,8 | 0,08 | 0,17 | 0,072 | 0,24 | 1,21 | 1,4 | |||||
МТВ611-10 | 3,0 | 0,087 | 0,189 | 0,027 | 0,046 | 1,93 | 4,25 | |||||
МТВ612-10 | 3,0 | 0,055 | 0,142 | 0,033 | 0,062 | 1,44 | 5,25 | |||||
МТВ613-10 | 3,0 | 0,042 | 0,107 | 0,038 | 0,078 | 1,12 | 6,25 | |||||
МТМ613-10 | 2,9 | 0,061 | 0,14 | 0,0366 | 0,078 | 1,28 | 6,25 | |||||
МТМ711-10 | 2,7 | 0,033 | 0,122 | 0,0159 | 0,067 | 1,45 | 10,25 | |||||
МТН711-10 | 2,3 | 0,026 | 0,078 | 0,017 | 0,077 | 1,74 | 12,8 | |||||
МТН712-10 | 2,3 | 0,02 | 0,064 | 0,0189 | 0,091 | 1,21 | 16,34 | |||||
МТН713-10 | 2,1 | 0,014 | 0,038 | 0,021 | 0,052 | 1,78 | 14,56 | |||||
4МТН280М6 | 3,3 | 0,025 | 0,08 | 0,024 | 0,083 | 1,1 | 4,1 | |||||
МТ-72-10 | 3,3 | 0,0199 | 0,0877 | 0,0299 | 0,0817 | 0,97 | ||||||
МТ-73-10 | 2,2 | 0,0151 | 0,0731 | 0,0337 | 0,098 | 0,808 | 9,2 | |||||
МТВ711-10 | 2,8 | 0,025 | 0,096 | 0,017 | 0,066 | 1,28 | 10,25 | |||||
МТВ712-10 | 2,8 | 0,016 | 0,08 | 0,02 | 0,082 | 1,01 | 12,7 | |||||
МТВ713-10 | 2,8 | 0,012 | 0,061 | 0,022 | 0,098 | 0,84 | ||||||
МТМ712-10 | 2,4 | 0,022 | 0,094 | 0,018 | 0,082 | 1,13 | 9,4 | |||||
МТМ713-10 | 2,5 | 0,0183 | 0,081 | 0,02 | 0,098 | 1,107 | 11,9 | |||||
МТМ612-10 | 2,8 | 0,088 | 0,176 | 0,0313 | 0,0625 | 1,5 | 5,25 | |||||
МТН611-10 | 2,6 | 78,1 | 0,086 | 0,18 | 0,0274 | 0,176 | 1,62 | 7,68 | ||||
МТН612-10 | 2,6 | 88,7 | 0,06 | 0,136 | 0,02 | 0,098 | 1,107 | 11,5 | ||||
МТН613-10 | 1,95 | 0,042 | 0,102 | 0,0384 | 0,0988 | 1,26 | 4,75 | |||||
4АНК250М4 | 2,5 | 0,0273 | 0,089 | 0,0264 | 0,0816 | 1,444 | 1,84 |
Примечание:
для расчетов в режиме электродинамического торможения варианты:
с 1 по 5 используют схемы а) и в), отношения: IП/I0 =1,5; для схемы а) IП/I1а =1,23; для схемы в) IП/I1в =1,41;
с 6 по 10 – схемы б) и г), отношения: IП/I0 =2,0; для схемы б) IП/I1б =1,06; для схемы г) IП/I1г =2,12;
с 11 по 15 используют схемы в) и д), отношения: IП/I0 =2,5; для схемы в) IП/I1в =1,41; для схемы д) IП/I1д =2,45;
с 16 по 20 – схемы а) и г), отношения: IП/I0 =3,0; для схемы а) IП/I1а =1,23; для схемы г) IП/I1г =2,12;
с 21 по 25 – схемы б) и д), отношения: IП/I0 =3,5; для схемы б) IП/I1б =1,06; для схемы д) IП/I1д =2,45.
Схемы включения обмоток статора АД в сеть постоянного (выпрямленного) напряжения приведены на рисунке 2.
![]() |
Рисунок 2. – Схемы включения обмоток статора АД в сеть постоянного (выпрямленного) напряжения
Задача 1
Пример расчета АД с фазным ротором
Рассчитать ступенчатый пуск, и исследовать статические характеристики асинхронного двигателя (АД) с фазным ротором в двигательном режиме и в режиме электродинамического торможения, а также переходной процесс АД в двигательном режиме. Основные параметры двигателя приведены в таблице 2.
Таблица 2. – Параметры АД с фазным ротором
Тип двигателя | Р2н, кВт | n2н, об/мин | Uлн/Uфн, В | f, Гц | р | Мк/Мн | I1н, А |
МТН-511 | 380/220 | 2,3 | |||||
I0, А | r1, Ом | x1, Ом | r2, Ом | х2, Ом | Кe | Jд, кг·м2 | |
47,4 | 0,0164 | 0,0232 | 0,0124 | 0,0448 | 1,645 |