Расчет номинальных данных и построение

Введение.

Трехфазные асинхронные двигатели (ТАД) широко используются в электроприводе большой мощности. ТАД обладают рядом преимуществ по сравнению с другими электрическими машинами (высокая надежность, меньшая стоимость и др.) и поэтому получили наибольшее распространение. При выполнении данной домашней контрольной работы студенты знакомятся, практически, со всеми основными вопросами, связанными с анализом работы асинхронных двигателей . Студенты рассчитывают естественную механическую характеристику, рассматривают пуск, торможение и регулирование частоты вращения асинхронного двигателя (АД).

Полный объем домашнего задания (ДЗ) по расчету основных характеристик АД включает следующие вопросы:

1. Расчет естественной механической характеристики n(M) и электромеханической характеристики n(I₂) .

2. Расчет искусственных механических характеристик n(M) АД при различных способах регулирования n :

2.1. при изменении напряжения источника питания U₁ ;

2.2. при введении в цепь ротора асинхронного двигателя с фазным ротором добавочного сопротивления R_{2 ДОБ} ;

2.3. при изменении частоты напряжения источника питания f₁ с соблюдением соотношения U₁ / f₁ = const .

3. Расчет искусственных механических характеристик n(M) АД при различных способах электрического торможения :

3.1. при генераторном торможении ;

3.2. при динамическом торможении ;

3.3. при торможении противовключением с использованием реверса вращающегося магнитного поля, либо при введении реостата в цепь ротора АД .

4. Расчет семейства пусковых механических характеристик n(M), обеспечивающих пуск при трехступенчатом разгоне АД.

5. Расчет рабочих характеристик АД .

Исходные данные вариантов домашнего задания приведены в таблицах 1.1., 1.2. и 1.3. . Методика расчета всех пунктов домашнего задания рассмотрена ниже.

По усмотрению преподавателя для отдельных специальностей могут выполняться не все пункты задания.

Выбор студентом номера варианта исходных данных осуществляется по порядковому номеру, под которым студент числится в журнале у старосты группы.

Требования к оформлению отчета.

Отчет по выполненной расчетно-графической работе должен содержать :

1. Титульный лист (см. стр. 43.).

2. Текст домашнего задания с приведением всех исходных данных рассматриваемого варианта.

3. Последовательное выполнение всех пунктов задания с приведением расчетных формул и подставляемых в них числовых значений. (Формула – подставляемые числа – ответ с единицами измерения).

4. При выполнении каждого пункта задания необходимо приводить краткие пояснения о сути выполняемых действий.

5. После выполнения расчетов по каждому пункту задания приводятся таблицы с расчетными данными и строятся требуемые по заданию графики.

6. Графики должны быть построены аккуратно, в крупном масштабе, с помощью чертежных инструментов.

7. В конце каждого пункта задания необходимо сделать выводы по результатам проведенных расчетов.

8. Домашнее задание должно быть выполнено и представлено на проверку преподавателю в указанные сроки.

Содержание домашнего контрольного задания.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ ПО ТЕМЕ

«Трехфазные асинхронные двигатели с фазным ротором»

Для трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором с номинальным напряжением U_1Н = 220/380 В (см. табл. 1.1., 1.2., 1.3.) выполнить следующие расчеты и построения :

1. Нарисовать электрическую схему включения асинхронного двигателя с фазным ротором.

2. Рассчитать и построить на одном графике естественные механическую характеристику n = f(M) и электромеханическую характеристику n = f(I₂). Определить частоту вращения n_D при заданном моменте сопротивления M_C = t∙M_Н на валу двигателя.

3. Рассчитать и построить на одном графике естественную и искусственную характеристики n(M) при различных способах регулирования частоты вращения n асинхронного двигателя (АД). Определить для каждого случая частоту вращения n_D при заданном моменте сопротивления M_C = t∙M_Н на валу двигателя :

а) при регулировании изменением напряжения сети

U₁ = var , (U₁^/ = q1∙U₁);

б) при реостатном регулировании R₂ + R_2ДОБ = var , (R_ДОБ = q2∙R₂);

в) при частотном регулировании f₁ = var и соотношении

U₁/f₁ = const , (f₁^/ = q1∙f₁);

4. Рассчитать и построить на одном графике естественную и искусственные характеристики n(M) при различных способах торможения АД :

а) при генераторном торможении, начиная с режима

n_Т = h1∙n_Н и M_Т = t∙M_Н .

б) при динамическом торможении, начиная с режима

n_Т = n_D и M_Т = t∙M_Н;

в) при торможении противовключением, начиная с

режима n_Т = h3∙n_Н и M_Т = t∙M_Н при реостатном торможении и

с режима n_Т = n_D и M_Т = t∙M_Н при торможении с реверсом

магнитного поля .

5. Рассчитать и построить на одном графике естественную и семейство реостатных пусковых характеристик n(M) (M_ПУСК^/// = M_MAX), обеспечивающих четырехступенчатый пуск асинхронного двигателя с фазным ротором до выхода его в номинальный режим.

6. Рассчитать и построить на одном графике рабочие характеристики асинхронного двигателя s, n, M, I₁, P₁, кпд, cosφ₁ = f(P₂) при работе двигателя на естественной характеристике n(M).

Таблица вариантов исходных данных.

Таблица 1.1.

Вари- ант	Тип двигателя	РН , кВт	nН , об/мин	ММАКС MН	КПД, %	cosφ	Е2Н , В	I2Н , А	Данные из таб.3
	4АК200М8У3			3,0		0.7			а
	4АК200М8У3			3,0		0.7			б
	4АК200М8У3			3,0		0.7			в
	4АК200М8У3			3,0		0.7			г
	4АК200М8У3			3,0		0.7			д
	4АК200М8У3			3,0		0.7			е
	4АК200М8У3			3,0		0.7			ж
	4АК200М8У3			3,0		0.7			з
	4АК200М8У3			3,0		0.7			и
	4АК225М8У3			2.2		0.82			а
	4АК225М8У3			2.2		0.82			б
	4АК225М8У3			2.2		0.82			в
	4АК225М8У3			2.2		0.82			г
	4АК225М8У3			2.2		0.82			д
	4АК225М8У3			2.2		0.82			е
	4АК225М8У3			2.2		0.82			ж
	4АК225М8У3			2.2		0.82			з
	4АК225М8У3			2.2		0.82			и
	4АК250М8У3			2.2		0.8			а
	4АК250М8У3			2.2		0.8			б
	4АК250М8У3			2.2		0.8			в
	4АК250М8У3			2.2		0.8			г
	4АК250М8У3			2.2		0.8			д
	4АК250М8У3			2.2		0.8			е
	4АК250М8У3			2.2		0.8			ж
	4АК250М8У3			2.2		0.8			з
	4АК250М8У3			2.2		0.8			и

Таблица 1.2.

Вари- ант	Тип двигателя	РН , кВт	nН , об/мин	ММАКС MН	КПД, %	cosφ	Е2Н , В	I2Н , А	Данные из таб.3
	4АНК250SB8У3			2.2		0.82			а
	4АНК250SB8У3			2.2		0.82			б
	4АНК250SB8У3			2.2		0.82			в
	4АНК250SB8У3			2.2		0.82			г
	4АНК250SB8У3			2.2		0.82			д
	4АНК250SB8У3			2.2		0.82			е
	4АНК250SB8У3			2.2		0.82			ж
	4АНК250SB8У3			2.2		0.82			з
	4АНК250SB8У3			2.2		0.82			и
	4АНК315S10У3			1.8		0.8			а
	4АНК315S10У3			1.8		0.8			б
	4АНК315S10У3			1.8		0.8			в
	4АНК315S10У3			1.8		0.8			г
	4АНК315S10У3			1.8		0.8			д
	4АНК315S10У3			1.8		0.8			е
	4АНК315S10У3			1.8		0.8			ж
	4АНК315S10У3			1.8		0.8			з
	4АНК315S10У3			1.8		0.8			и
	4АНК355M10У3			1.7		0.81			а
	4АНК355M10У3			1.7		0.81			б
	4АНК355M10У3			1.7		0.81			в
	4АНК355M10У3			1.7		0.81			г
	4АНК355M10У3			1.7		0.81			д
	4АНК355M10У3			1.7		0.81			е
	4АНК355M10У3			1.7		0.81			ж
	4АНК355M10У3			1.7		0.81			з
	4АНК355M10У3			1.7		0.81			и

Таблица 1.3.

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и
t	0,6	0,8	0,5	0,7	0,9	0,8	0,4	0,3	0,7
q1	0,8	0,85	0,7	0,75	0,9	0,85	0,6	0,55	0,8
q2	3,5			2,5
h1	1,3	1,25	1,2	1,15	1,1	1,05	1,5	1,4	1,35
h3	0,8	0,5	0,6	0,4	0,3	0,25	0,7	0,35	0,45

Расчет номинальных данных и построение