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 (U_1Л = 380 В; U_1ф = 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: I_П/I₀ =1,5; для схемы а) I_П/I_1а =1,23; для схемы в) I_П/I_1в =1,41;

с 6 по 10 – схемы б) и г), отношения: I_П/I₀ =2,0; для схемы б) I_П/I_1б =1,06; для схемы г) I_П/I_1г =2,12;

с 11 по 15 используют схемы в) и д), отношения: I_П/I₀ =2,5; для схемы в) I_П/I_1в =1,41; для схемы д) I_П/I_1д =2,45;

с 16 по 20 – схемы а) и г), отношения: I_П/I₀ =3,0; для схемы а) I_П/I_1а =1,23; для схемы г) I_П/I_1г =2,12;

с 21 по 25 – схемы б) и д), отношения: I_П/I₀ =3,5; для схемы б) I_П/I_1б =1,06; для схемы д) I_П/I_1д =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