Рассчитываемые параметры электродвигателя

Исходные данные для расчета

При расчете используются данные, полученные в результате расчетов, приведенных в предыдущем разделе, а также паспортные и расчетные данные выбранного двигателя (приложение 1 или 2), включая такие данные, как:

R1, X1 – активное и индуктивное сопротивления фазы обмотки статора;

R2, Х2 – активное и индуктивное сопротивления фазы обмотки ротора;

кг – коэффициент приведения сопротивлений (коэффициент трансформации кг = кс2;

I10 – ток холостого хода статора;

cosφ0 – коэффициент мощности цепи статора при холостом ходе.

Применяется симметричный пускорегулирующий реостат в цепи ротора, управляемый магнитным контроллером, для регулирования скорости вращения электродвигателя, ограничения ускорений и пусковых токов в двигательном и тормозном режимах. Реостат ступенчатый (3-6 ступеней), переключение ступеней во всех трех фазах ротора осуществляется синхронно (одновременно).

На основе исходных данных определяются так называемые рассчитываемые параметры электродвигателя, после чего рассчитываются сопротивления ступеней реостата.

Рассчитываемые параметры электродвигателя

К рассчитываемым параметрам электродвигателя относятся:

1. Номинальный момент вращения

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

2. Коэффициент перегрузочной способности

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

3. Частота вращения магнитного поля электродвигателя (синхронная скорость)

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

4. Номинальное скольжение

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

5. Номинальное расчетное сопротивление фазы обмотки ротора

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

6. Активное сопротивление фазы обмотки ротора при номи­нальном скольжении

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

7. Коэффициент трансформации ЭДС (формула приводится для справки, вычислять данный коэффициент необходимости нет, его значение берется из прил. 1 или 2):

ке = Е1 » 0,95U/ Е.

8. Критическое скольжение при работе на естественной механической характеристике

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Для следующего этапа расчета пускового реостата используется значение величины статического момента сопротивления Мс движению, приведенного к валу электродвигателя.

Расчет реостата

Для расчета реостата необходимо провести:

1. Расчет механической характеристики электродвигателя по формуле Клосса:

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

где Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

При ручном расчете задаются значениями текущего скольжения:
S = 0; Sном; 0,7Skp; Sкp; S = 0,5; S = 0,8; S = 1.

Для данных скольжений Si определяются соответствующие частоты ni вращения ротора по формуле

ni = n1(1 – Si),

где синхронная скорость вращения

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Число пар полюсов р определяется из таблиц приложений 1 или 2.

По результатам расчета заполняется табл. 3.

Таблица 3

Таблица вычислений вращающего момента М электродвигателя

и частоты вращения ротора n

S Sном 0,7Skp Skp 0,5 0,8 1,0
М, Нм            
n, об/мин              

2. Построение механической характеристики в масштабе (рис. 2).

Для построения механической характеристики:

- строится прямоугольная система координат (n, М), где n – ось ординат,
М – ось абсцисс; при этом выбираются соответствующие масштабы по осям;

- по данным табл. 3 строится характеристика электродвигателя (по семи точкам);

- определяются моменты:

пиковый (максимальный) момент сопротивления нагрузки М1, который должен быть меньше максимального вращающего момента Ммакс двигателя:

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

переключающий (минимальный) М2, который должен быть больше статического момента Мс сопротивления нагрузки:

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

- откладываются перпендикулярные к горизонтальной оси моментов М вертикальные линии моментов M1 и М2;

- между точками b (идеальный холостой ход при M=0, n=n1)и M1 проводится отрезок прямой bM1, который является 1-й искусственной механической характеристикой 1ст (включены все пять ступеней реостата);

- из точки пересечения g* этой прямой с вертикальной прямой момента М2 параллельно оси абсцис проводится отрезок g*g до пересечения с прямой момента М1, и между точками b и g проводится отрезок прямой bg, который является 2-й искусственной механической характеристикой 2ст (включены четыре ступени реостата);

- далее аналогично строятся остальные искусственные механические характеристики, как показано на рис. 2. После построения последней (в данном случае 5-й) искусственной механической характеристики отрезой прямой а*а должен быть параллелен оси абсцисс.

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Рис. 2. Механическая характеристика трехфазного асинхронного двигателя:

1-5 – реостатные механические характеристики

Если это условие не выполняется, следует изменить в пределах допустимых условий (см. выше) величины моментов M1 или М2 и произвести повторные построения. Это необходимо также для того, чтобы обеспечить требуемое количество ступеней переключения (не менее трех для всех вариантов).

3. Расчет добавочных сопротивлений ступеней пускорегулирующего реостата проводится по данным графика рис. 2.

Вначале из графика определяются длины отрезков линий ka, gf, eg, de, cd , ас

После определения на графике вычисляются добавочные сопротивления:

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Полные сопротивления цепи ротора при различных ступенях реостата определяются по формулам:

RP1 = rдоб1 + rдоб2 + rдоб3 + rдоб4 + rдоб5 + r2;

RP2 = rдоб2 + rдоб3 + rдоб4 + rдоб5 + r2;

RP3 = rдоб3 + rдоб4 + rдоб5 + r2;

RP4 = rдоб4 + rдоб5 + r2;

RP5 = rдоб5 + r2

На рис. 3 показаны ступени пускорегулирующего реостата, подключенного к трехфазным обмоткам фазного ротора.

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Рис. 3. Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором
с пятиступенчатым пускорегулирующим реостатом

Все электрические схемы выполняются с использованием условных графических и буквенных обозначений, приведенных в прил. 3.

РАСЧЕТ ДОБАВОЧНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЦЕПИ РОТОРА ДЛЯ РЕЖИМА ДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Значения тока холостого хода статора I10 и активного сопротивления фазы обмотки статора R1 для выбранного электродвигателя берутся из прил. 1 или прил. 2.

Среднее значение напряжения U0 на выходе трехфазного двухполупериодного выпрямителя (рис. 4) определяется по формуле

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

где U и U – соответственно действующие значения первичного и вторичного линейных напряжений понижающего трехфазного трансформатора (см. рис. 4) с коэффициентом трансформации K12, который выбирается из условия

К12 < 10.

Коэффициент 1,35 учитывает увеличение среднего значения U0 выпрямленного напряжения на нагрузке по сравнению с величиной действующего значения напряжения U (см. рис. 5).

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Рис. 4. Схема трехфазного мостового
двухполупериодного выпрямителя

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Рис. 5. Осциллограммы линейных переменных напряжений uab, ubc, uca,
осциллограмма мгновенных значений выпрямленного напряжения u0
и среднее значение выпрямленного напряжения U0 мостового выпрямителя

Значение статического момента определяется по сопротивлению движению на валу двигателя Мс относительно номинального момента двигателя Мном, которое носит название долевого момента сопротивления


Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Универсальная механическая характеристика электродвигателя, работающего в режиме динамического торможения, выбирается по графикам рис. 6. Название универсальной механической характеристики объясняется тем, что она строится в относительных единицах (nд, МcД),

где nд – долевая скорость:

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

nт – скорость двигателя в режиме динамического торможения (посадочная скорость), которая обычно берется равной порядка 10% от скорости магнитного поля статора n1.

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Рис. 5. Универсальные механические характеристики динамического торможения

Тормозной момент в режиме динамического торможения Мтд следует принимать равным (1,3-1,6)Мсд. Исходя из рассчитанных значения Мтд и долевой скорости nд? осуществляется выбор механической характеристики динамического торможения из набора имеющихся. В результате выбранная механическая характеристика должна обеспечить наименьшие динамические удары в механической передаче привода и одновременно малое время торможения.

Характер механических характеристик в режиме динамического торможения зависит как от величины тока возбуждения, так и от полного активного сопротивления цепи ротора. Различные значения этих величин формируют семейство возможных механических характеристик в режиме динамического торможения.

Поскольку универсальные механические характеристики представляют в относительных единицах, то и ток возбуждения и полное активное сопротивление цепи ротора целесообразно представлять в относительных единицах.

Относительная величина тока возбуждения Кi определяется как отношение величины выпрямленного тока возбуждения Iв в режиме динамического торможения к току холостого хода статора I10 в двигательном режиме:

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Долевое (относительное) полное активное сопротивление цепи ротора Rpд в режиме динамического торможения определяется по формуле

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

где R2t – полное активное сопротивление цепи ротора в режиме динамического торможения.

В результате, имеется возможность верного выбора несколь­ких механических характеристик (см. рис. 6), удовлетворяющих требованиям режима динамического торможения.

Выбрав механическую характеристику динамического торможения (свободный выбор проектировщика), определяют значения IB = Ki I10 и
R2t = Rpд R2ном, которые необходимы при дальнейших расчетах.

Расчет добавочных сопротивлений в цепи ротора в режиме динамического торможения производят в следующей последовательности:

1. Вначале определяют полное расчетное сопротивление цепи возбуждения, соответствующее полученным значениям Uд0 и Iв, по формуле

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

где коэффициент 1,05 учитывает возможность снижения напряжения в цепи электропитания крана (колебания напряжения сети);

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Рис. 7. Электрическая схема режима динамического торможения

2. Рассчитывают добавочное сопротивление в цепи возбуждения:

в = Rв – 2r1, Ом,

где 2r1 – активное сопротивление двух обмоток статора, к кото­рым последовательно подано выпрямленное постоянное напряжение Uд0;

3. Затем определяют сопротивление реостата в цепи ротора для ре­жима динамического торможения:

rдт = R – r2 Ом,

где r2 – активное сопротивление одной фазы ротора при номинальном скольжении;

rдт – добавочное сопротивление в цепи ротора; определяет искусственную механическую характеристику при динамическом торможении.

Расчет сопротивления реостата в цепи ротора для режима динамического торможения производят при условии, что основной пускорегулирующий реостат rрс замкнут накоротко, по формуле

rрс = rдоб1 + rдоб2 + rдоб3 + rдоб4 = 0.

Введением сопротивления пускорегулирующего реостата можно регулировать величину малой посадочной скорости спуска грузов различного веса.

Полная электрическая схема режима динамического торможения приведена на рис. 7.

ВЫБОР АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

Выбор аппаратов коммутации электрических цепей (контакторов)

При выборе контактора для цепи статора электродвигателя КМ1 должно выполниться условие

Iкт > I1ном,

где Iкт – номинальный ток продолжительного режима работы контактора (указан в каталоге для главных контактов контактора);

I1ном – номинальный ток статора электродвигателя, выбранного в курсовой работе.

По табл. 4 выбирается контактор переменного тока, соответствующий выполнению приведенного условия с учетом достаточного количества главных (силовых) контактов контактора.

Контактор постоянного тока КМ2 для цепи возбуждения выбирается из аналогичных условий.

Для цепи ротора электродвигателя (N контакторов в пусковом режиме и контактор КМЗ в режиме динамического торможения) должно выполниться общее условие

Iкт > I2ном,

где I2ном – номинальный ток ротора электродвигателя.

По табл. 4 с учетом выполнения условия и соответствия системы контактов выбираются контакторы (все они могут быть одного типа).

Таблица 4

Технические данные контакторов

Контактор Главные контакты Вспомогательные контакты Втягивающая катушка
Тип Номер Число Напряжение, В Ток продолжительного режима, А Макс. коммутируемый ток, А Макс. число Род тока и напряжения Р, Вт
КТ и КТП 2/з/ переменного тока ~ 10 Переменный 220 и 380 В, частотой 50 Гц в контакторах КТ и постоянный в контакторах КТП
З/з/
4/з/
2/з/
З/з/
4/з/
2/з/
З/з/
4/з/
2/з/
З/з/
4/з/
КП 1 / з/ постоянного тока = 2,5 110 или 220 В постоянного тока
1/р/
КПД 121Е 2/з/
131Е 1/з/+1/р/

ВЫБОР ТОРМОЗНОГО УСТРОЙСТВА

Тормозное устройство выбирается исходя из условия

Мт ≥ Мтр.

Расчетный тормозной момент Мтр для электродвигателя рассчитывается по формуле

  Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru (5.1)

где кз.т = 2 – коэффициент запаса тормоза.

Из табл. 6 выбираем тормоз КМТ4А с техническими данными:

- тормозной момент Мт = 1300 Н м;

- потребляемая мощность Р = 400 Вт.

Условие выбора тормоза (Мт = 1300 Нм > Мтр = 1037,2 Нм) выполняется.

Примечания.

1. В тексте курсовой работы необходимо приводить подробные пояснения этапов решения задач и расчетов в соответствии с методическими указаниями.

2. Автор курсовой работы при ее защите должен уметь дать объяснения по любому разделу работы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 2.721-74. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения.

2. Зуев Ф.Г., Лотков НА. Подъемно-транспортные установки. – М.: Колос, 2007.

3. Иванченко Г.Е. Электрооборудование в строительстве. – М.: МГСУ, 1986.

4. Иванченко Г.Е., Романюха В.А., Шикуть Э.В. Проектирование электроприводов строительных башенных кранов: Метод, указ. – М.: МГСУ, 1995.

5. Ильинский М.Ф., Козаченко В.Ф. Общий курс электропривода. – М.: Энергия, 1992.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Технические данные крановых электродвигателей серии МТН (Uл/Uф = 380/220В, f = 50 Гц)

Тип двигателя Паспортные данные Расчетные данные Расчетные данные  
Рном, кВт при ПВр nном, об/мин Ток статора, А cosφн Ток ротора, А Е2н, В Ммакс,Нм Число пар полюсов 110, А cosφ0 R1, Ом X1, Ом R 2, Ом X2, Ом Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru
15% 25% 40%
МТН111-6 - 3,5 - 11,6 0,72 16,5 9,65 0,125 2,25 2,45 0,775 0,829 3,92
- - 3,0 10,5 0,67 13,2
МТН112-6 - 5,3 - 15,3 0,76 19,0 11,85 0,125 1,67 1,88 0,505 0,905 2,89
- - 4,5 13,9 0,71 15,6
МТН211-6 - 8,2 - 24,6 0,70 23,0 19,0 0,112 0,835 0,880 0,466 0,666 2,18
- - 7,0 22,5 0,69 19,5
МТН311-6 - 13,0 - 35,0 0,74 51,8 23,2 0,095 0,510 0,645 0,124 0,241 4,20
- - 11,0 31,5 0,69 42,0
МТН312-6 - 17,5 - 43,0 0,77 54,0 34,4 0,092 0,337 0,431 0,125 0,251 2,66
- - 15,0 38,5 0,73 46,0
МТН411-6 - 27,0 - 65,0 0,77 77,0 39,7 0,080 0,219 0,271 0,08 0,233 2,37
- - 22,0 55,0 0,73 60,0
МТН412-6 - 36,0 - 87,0 0,75 51,8 0,071 0,133 0,197 0,059 0,173 1,96
- - 30,0 76,0 0,71 73,0

Окончание прил. 1

 
МТН512-6 - 65,0 - 137,0 0,82 130,0 55,0 0,068 0,065 0,161 0,05 0,197 1,21
- - 55,0 120,0 0,79 105,0
МТН311-8 - 9,0 - 26,1 0,74 26,0 21,4 0,123 0,875 1,08 0,44 0,775 1,99
- - 7,5 23,4 0,68 21,0
МТН312-8 - 13,0 - 34,7 0,74 53,0 29,8 0,103 0,51 0,666 0,132 0,29 3,5
- - 11,0 31,0 0,69 43,0
МТН411-8 - 18,0 - 48,0 0,73 59,0 29,8 0,086 0,352 0,507 0,125 0,245 2,96
- - 15,0 43,0 0,67 48,8
МТН412-8 - 26,0 - 72,0 0,68 68,0 49,6 0,084 0,202 0,313 0,102 0,231 2,03
- - 22,0 66,0 0,63 57,0
МТН511-8 - 34,0 - 82,0 0,77 81,0 47,4 0,07 0,164 0,232 0,124 0,448 1,65
- - 28,0 71,0 0,72 64,0
МТН512-8 - 45,0 - 104,0 0,79 94,0 53,1 0,08 0,103 0,172 0,091 0,356 1,42
- - 37,0 89,0 0,74 77,0
МТН611-10 - 53,0 - 128,0 0,76 185,0 78,1 0,08 0,086 0,18 0,027 0,176 3,72
- - 45,0 112,0 0,72 154,0
МТН612-10 - 70,0 - 165,0 0,77 181,0 88,7 0,06 0,06 0,136 0,033 0,133 2,10
- - 60,0 147,0 0,78 154,0

Приложение 2

Технические данные крановых электродвигателей серий 4MTF и 4МТН,
(ПВном = 40%, Uл/Uф = 380/220В, f = 50 Гц)

Тип двигателя Паспортные данные Расчетные данные
Рном, кВт nном, об/мин Ток статора, А cosφH Ток ротора, А Е2н, В Ммакс, Нм р 110, А cosφ0 R1, Ом X1, Ом R2, Ом X2, Ом Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru
4MTF(H)112L6 2,2 7,2 0,76 5,51 0,135 2,97 3,11 0,565 0,67 5,9
4MTF(H)112LB6 3,7 11,2 0,79 13,8 7,7 0,125 1,65 1,95 0,462 0,833 3,84
4MTF(H)132L6 5,5 14,8 0,74 18,3 8,6 0,13 1,07 1,3 0,306 0,745 2,82
4MTF(H)132LB6 7,5 18,2 0,77 20,7 11Д 0,11 0,68 0,98 0,3 0,648 2,22
4MTF(H)160L6 0,76 23,5 0,12 0,35 0,59 0,072 0,232 4,31
4MTF(H)160LB6 0,77 25,6 0,11 0,236 0,42 0,073 0,231 2,89
4MTF(H)200L6 0,79 39,7 0,08 0,235 0,27 0,054 0,232 2,37
4MTF(H)200LB6 0,78 37,3 0,077 0,132 0,33 0,04 0,173 1,96
4MTF(H)225M6 0,818 37,2 0,069 0,1 0,23 0,048 0,214 1,45
4MTF(H)225L6 0,9 55,9 0,07 0,053 0,14 0,026 0,163 1,21
4MTF(H)280S6 0,89 51,1 0,052 0,041 0,13 0,019 0,0905 1,38
4MTF(H)160L8 7,5 0,73 19,2 0,118 0,48 1,08 0,095 0,645 2,37
4MTF(H)160LB8 0,74 29,9 0,101 0,265 0,67 0,096 0,291 3,5
4MTF(H)200L8 0,71 48,8 29,8 0,083 0,235 0,51 0,082 0,245 2,96
4MTH200LB8 0,7 37,3 0,08 0,14 0,31 0,068 0,231 2,03
4MTH225M8 74,6 0,72 46,7 0,07 0,14 0,23 0,051 0,254 1,65
4MTH225L8 87,4 0,74 52,3 0,08 0,1 0,17 0,049 0,218 1,42
4MTH280S10 0,76 57,8 0,08 0,06 0,21 0,017 0,0645 3,72
4MTH280M10 0,76 70,6 0,06 0,047 0,15 0,021 0,0904 2,1
4MTH280L10 0,77 89,5 0,06 0,031 0,11 0,024 0,116 1,26
                                 

Приложение 3

Графические и буквенные обозначения некоторых элементов
электрических схем по ГОСТ

Наименование Изображение Обозначение
Нормально разомкнутые контакты контактора, реле Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru КМ (номер)
Нормально замкнутые контакты контактора, реле Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru КМ...
Нормально разомкнутые контакты трехполюсного разъединителя Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru КМ...
Трехфазный электродвигатель с фазным ротором Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru М...
Трехфазный двухобмоточный трансформатор Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru Т
Катушка контактора, реле, электромагнита Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru КМ...
Диод Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru VD…
Резистор (активное сопротивление) Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru R...
Измерительный прибор Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru PV... – вольтметр РА... – амперметр
Лампа накаливания Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru EL...


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (НИУ МГСУ)

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«________________________________________________________

_________________________________________________________»

Тема:

«РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СТРОИТЕЛЬНОГО БАШЕННОГО КРАНА»

Вариант ______

Студент ___ курса

института ___________

группа ________________

_____________________________________________

(фамилия, имя, отчество студента)

___________________

(подпись студента)

Руководитель_____________________________________________

(ученое звание, степень, должность, Ф.И.О.)

К защите __________________________________

(дата, подпись руководителя)

Оценка __________________________________

(дата, подпись руководителя)

Москва 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………………
Цель курсовой работы и перечень задач, подлежащих решению…………
Выбор варианта задания на курсовую работу……………………………...
Выбор электродвигателя механизма подъема груза……………………….
Расчет симметричного пускорегулирующего реостата…………………...
Расчет добавочного сопротивления в цепи ротора для режима динамического торможения с независимым возбуждением……………… 14
Выбор аппаратов управления и защиты……………………………………
Выбор тормозного устройства………………………………………………
Рекомендации для оформления отчета по курсовой работе……………….
Пример выполнения курсовой работы……………………………………..
Список литературы…………………………………………………………..
Приложения…………………………………………………………………..
Приложение 1. Технические данные крановых электродвигателей серии МТН…………………………………………………………………………... 41
Приложение 2. Технические данные крановых электродвигателей серий 4MTF и 4МТН………………………………………………………………... 43
Приложение 3. Графические и буквенные обозначения некоторых элементов электрических схем по ГОСТ…………………………………... 44
Приложение 4. Образец титульного листа…………………………………

Исходные данные для расчета

При расчете используются данные, полученные в результате расчетов, приведенных в предыдущем разделе, а также паспортные и расчетные данные выбранного двигателя (приложение 1 или 2), включая такие данные, как:

R1, X1 – активное и индуктивное сопротивления фазы обмотки статора;

R2, Х2 – активное и индуктивное сопротивления фазы обмотки ротора;

кг – коэффициент приведения сопротивлений (коэффициент трансформации кг = кс2;

I10 – ток холостого хода статора;

cosφ0 – коэффициент мощности цепи статора при холостом ходе.

Применяется симметричный пускорегулирующий реостат в цепи ротора, управляемый магнитным контроллером, для регулирования скорости вращения электродвигателя, ограничения ускорений и пусковых токов в двигательном и тормозном режимах. Реостат ступенчатый (3-6 ступеней), переключение ступеней во всех трех фазах ротора осуществляется синхронно (одновременно).

На основе исходных данных определяются так называемые рассчитываемые параметры электродвигателя, после чего рассчитываются сопротивления ступеней реостата.

Рассчитываемые параметры электродвигателя

К рассчитываемым параметрам электродвигателя относятся:

1. Номинальный момент вращения

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

2. Коэффициент перегрузочной способности

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

3. Частота вращения магнитного поля электродвигателя (синхронная скорость)

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

4. Номинальное скольжение

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

5. Номинальное расчетное сопротивление фазы обмотки ротора

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

6. Активное сопротивление фазы обмотки ротора при номи­нальном скольжении

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

7. Коэффициент трансформации ЭДС (формула приводится для справки, вычислять данный коэффициент необходимости нет, его значение берется из прил. 1 или 2):

ке = Е1 » 0,95U/ Е.

8. Критическое скольжение при работе на естественной механической характеристике

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Для следующего этапа расчета пускового реостата используется значение величины статического момента сопротивления Мс движению, приведенного к валу электродвигателя.

Расчет реостата

Для расчета реостата необходимо провести:

1. Расчет механической характеристики электродвигателя по формуле Клосса:

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

где Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

При ручном расчете задаются значениями текущего скольжения:
S = 0; Sном; 0,7Skp; Sкp; S = 0,5; S = 0,8; S = 1.

Для данных скольжений Si определяются соответствующие частоты ni вращения ротора по формуле

ni = n1(1 – Si),

где синхронная скорость вращения

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Число пар полюсов р определяется из таблиц приложений 1 или 2.

По результатам расчета заполняется табл. 3.

Таблица 3

Таблица вычислений вращающего момента М электродвигателя

и частоты вращения ротора n

S Sном 0,7Skp Skp 0,5 0,8 1,0
М, Нм            
n, об/мин              

2. Построение механической характеристики в масштабе (рис. 2).

Для построения механической характеристики:

- строится прямоугольная система координат (n, М), где n – ось ординат,
М – ось абсцисс; при этом выбираются соответствующие масштабы по осям;

- по данным табл. 3 строится характеристика электродвигателя (по семи точкам);

- определяются моменты:

пиковый (максимальный) момент сопротивления нагрузки М1, который должен быть меньше максимального вращающего момента Ммакс двигателя:

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

переключающий (минимальный) М2, который должен быть больше статического момента Мс сопротивления нагрузки:

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

- откладываются перпендикулярные к горизонтальной оси моментов М вертикальные линии моментов M1 и М2;

- между точками b (идеальный холостой ход при M=0, n=n1)и M1 проводится отрезок прямой bM1, который является 1-й искусственной механической характеристикой 1ст (включены все пять ступеней реостата);

- из точки пересечения g* этой прямой с вертикальной прямой момента М2 параллельно оси абсцис проводится отрезок g*g до пересечения с прямой момента М1, и между точками b и g проводится отрезок прямой bg, который является 2-й искусственной механической характеристикой 2ст (включены четыре ступени реостата);

- далее аналогично строятся остальные искусственные механические характеристики, как показано на рис. 2. После построения последней (в данном случае 5-й) искусственной механической характеристики отрезой прямой а*а должен быть параллелен оси абсцисс.

Рассчитываемые параметры электродвигателя - student2.ru

Наши рекомендации