Электропривод. Примеры решения типовых задач

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГ'БОУ ВПО «Иркутская государственная сельскохозяйственная, академия»

ЭЛЕКТРОПРИВОД. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

Л.П. РЫЧКОВА



Оглавление

Введение

1. Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором

1.1 Обозначение электродвигателей

1.2 Построение естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя с к.з. ротором по 4-м точкам

1.3 Построение естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя с к.з. ротором по уравнению Клосса при помощи ПК

1.3.1 Мой компьютер

1.3.2 Электронная таблица - EXCEL

1.3.3 Уравнение Клосса

2. Асинхронный электродвигатель с фазным ротором

2.1 Назначение электродвигателей

2.2 Построение естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя с фазным ротором

2.3 Определение количества и величины секций пускового резистора АД с фазным ротором

3. Двигатель постоянного тока параллельного (независимого) возбуждения

3.1 Обозначение ДПТ серии 4П

3.2 Основные формулы, используемые при решении задач

3.3 Определение количества и величины секций пускового резистора ДПТ с независимым возбуждением

4. Механика электропривода

4.1 Статические и механические нагрузки

4.2 Основное уравнение движения электропривода

4.3 Приведение моментов сопротивления рабочей машины к валу электродвигателя

4.4 Приведение моментов инерции рабочей машины к валу электродвигателя

4.5 Расчёт времени пуска и торможения системы «электродвигатель-рабочая машина»

4.6 Графоаналитический метод определения времени пуска системы «АД с к.з. ротором-вентилятор»

Приложение А. Некоторые часто встречающиеся числа

Приложение Б. Приставки к обозначениям единиц

Приложение В. Единицы физических величин

Приложение Г. Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ

Приложение Д. Основные технические данные электродвигателей серии АИ основного исполнения

Приложение Е. Основные технические данные электродвигателей с фазным ротором

Приложение Ж. Основные технические данные электродвигателей постоянного тока серии 4П

Список литературы

асинхронный двигатель ротор электродвигатель



Введение

Для обеспечения растущих потребностей человечества созданы, продолжают разрабатываться и совершенствоваться сотни тысяч рабочих машин, производственных и бытовых механизмов, подъёмно-транспортных средств и т.д.

Для функционирования рабочих машин и механизмов к их исполнительным органам от привода должна быть подведена механическая энергия, за счёт которой и совершается их движение. Характер этого движения может быть разнообразным: вращательным однонаправленным и реверсивным, поступательным однонаправленным и реверсивным, а также возвратно-поступательным. Основное назначение приводного электродвигателя заключается в преобразовании электрической энергии, потребляемой им из сети, в механическую, отдаваемую через вал двигателя.

Механические характеристики электроприводов необходимы для выбора рационального электропривода. Правильное сочетание механических характеристик электропривода и рабочей машины - одно из непременных условий высоких технико-экономических показателей работы производственного агрегата.

Механическими характеристиками электродвигателя называются зависимости частоты или скорости вращения от вращающего момента или . Электромеханическими характеристиками электродвигателя называются зависимости частоты или скорости вращения от силы тока или .

Эти характеристики называются естественными, если они получены при номинальных условиях питания (при номинальных напряжении и частоте), номинальном возбуждении и отсутствии добавочных сопротивлений в цепях ротора (или якоря) и статора. Характеристики двигателя называются искусственными при изменении любого из перечисленных выше факторов. Обычно при исследовании электроприводов механические характеристики изображают на графиках в виде функции . Однако в некоторых случаях (при теоретическом анализе механических характеристик) их изображают в виде функции . При исследовании механических характеристик электродвигателей необходимо знать сопротивление их обмоток, а также значение вводимых в цепи обмоток пусковых, тормозных и других сопротивлений.



1. Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором

1.1 Обозначение электродвигателей

Наиболее распространённой электрической машиной, применяемой для привода сельскохозяйственных машин и механизмов, является трёхфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. Это обусловлено сравнительно небольшой его стоимостью, простотой конструкции и высокой надёжностью в эксплуатации.

Асинхронные электродвигатели в целях упорядочения их шкал мощностей, скоростей и т. д., а также унификации применения выпускаются сериями, как в основном исполнении, так и в различных модификациях, с учётом областей применения, климатических условий, степени защищённости и т, д.

Двигатели серии АИ - новая, разработанная совместно со странами Интерэлектро, унифицированная серия асинхронных двигателей, отвечающая перспективному уровню развития мирового электромашиностроения. Они предназначены для работы в зоне умеренного климата при температуре окружающей среды - 45...+40 °С и относительной влажности воздуха до 80% при температуре + 20 °С. По сравнению с двигателями серии 4АМ двигатели серии АИ имеют улучшенные энергетические показатели, снижен уровень шума, повышены надёжностные показатели.

Структура условного обозначения:

А И X, Х₂ Х₃ Х₄ Х₅Х₆ Х₇ Х₈ Х₉ Х₁₀ Х„

А - асинхронный;

И - унифицированная серия (Интерэлектро);

X₁ - привязка мощности к установочным размерам или обозначение специального исполнения; Р - привязка мощности к установочным размерам по РС3031-71, габариты и шкала мощностей соответствует двигателям серии 4АМ; С - привязка в соответствии с нормами CENELEK, при этом мощности в тех же габаритах снижены на одну-две ступени по сравнению с вариантом Р, предназначены только для поставок на экспорт. Отсутствие букв Р или С означает исполнение двигателя по варианту Р, М - взрывозащищённое исполнение; У - взрывозащищённое рудничное исполнение; Ф - с пристроенным вентилятором для охлаждения двигателя;

Х₂ - буква - обозначение исполнения по виду защиты и охлаждения: закрытое с внешним обдувом корпуса со встроенным вентилятором (не указывается), Б-закрытое с естественным охлаждением, Н -- защищённое, Л -- открытое, В- встраиваемое, П -- закрытое продуваемое;

Х₃ - буква - обозначение модификаций: С - с повышенным скольжением, Р- с повышенным пусковым моментом, X - с регулируемой частотой вращения, Ф - с фазным ротором, У -- однофазные с пусковым конденсатором, Е - однофазные с рабочим конденсатором, УЕ - однофазные с пусковым и рабочим конденсатором, Кр - для кратковременного режима работы.

Х₄ - габарит (высота оси вращения), мм;

Х₅ - установочный размер по длине станины: S, М, L;

Х₆ - длина сердечника статора (А или В, отсутствие буквы означает только одну длину сердечника - первую);

Х₇ - число полюсов: 2, 4, 6, 8, 10, 12 (в многоскоростных число полюсов указывается через дробь - 2/4; 2/6; 4/6; 4/8 и др.);

Х₈ и Х₉ - дополнительные буквы для модификации двигателя (Б - со встроенной температурной защитой; П - с повышенной точностью по установочным размерам; Х2 - химически стойкие; С - сельскохозяйственные, УП - пылезащищённое исполнение; РЗ - для привода зубчатых редукторов; Ж - для моноблочных насосов; Е - с электромагнитным тормозом;

ЕЭ - с электромагнитным тормозом для электроталей; Ф - - фреоно-маслостойкие; Н - малошумные);

Х₁₀ - климатическое исполнение (У, УХЛ, Т);

Х₁₁ - категория размещения (1,2, 3,4, 5) по ГОСТ 15150-69.

Правильное обозначение модификаций и исполнений серии важно для автоматической системы управления производством (АСУП), а также для создания системы ведения чертёжного хозяйства как части общей системы автоматизированного проектирования (САПР).

Серия АИ содержит значительное количество модификаций и исполнений, поэтому задача выбора обозначений является весьма сложной. Для обозначения серии АИ принята структура, в которой можно выделить три вида обозначения: базовое, основное, полное.

Базовое обозначение - это сочетание элементов символов, определяющих серию АД, его мощность, частоту вращения (обозначение серии, вариант увязки мощности к установочным размерам, высота оси вращения, установочный размер по длине станины и длина магнитопровода статора, число полюсов).

Например: АИР100М4 (серия АИ, увязка по варианту Р, высота оси вращения 100, длина корпуса по установочным размерам M. число полюсов 4).

Основное обозначение - это сочетание базового исполнения АД с видом защиты и охлаждения, с электрической и конструктивной модификацией, со специализированным исполнением и исполнением по условиям окружающей среды.

Например: АИРБС100М4НПТ2 (АИР100М4 - базовое обозначение, Б - закрытое исполнение с естественным охлаждением без обдува, С - с повышенным скольжением, Н - малошумные, П - с повышенной точностью установочных размеров, Т - для тропического климата, 2 - категория размещения).

Полное обозначение - сочетание основного обозначения с дополнительными электрическими и конструктивными характеристиками.

Например: АИРБС 100М4НПТТ2 220/380 В, 60 IM2181, КЗ-11-3, F 100, (АИРБС 100М4НПТ2 - основное обозначение, 220/380 В - напряжение, 60 - частота сети, IM2181 - исполнение по способу монтажа и по концу вала, КЗ-11-3 - исполнение выводного устройства и количество штуцеров, F100 - исполнение фланцевого щита).

Классификация конструктивных исполнений электрических машин по способу монтажа дана в Публикации МЭК 34-7 и в СТ СЭВ 246-76. Согласно этим документам конструктивное исполнение электрической машины обозначается символом IМ и четырьмя цифрами.

Условное обозначение конструктивного исполнения расшифровывается так:

IM X₁ Х₂Х₃ X₄

IM - буквенная часть обозначения;

X₁ - первая цифра определяет группу конструктивных исполнений.

Серия АД Интерэлектро производится по трём группам исполнений (1 - на лапах, с подшипниковыми щитами; 2 - на лапах, с подшипниковыми щитами и с фланцем на подшипниковом щите или щитах; 3 - без лап, с подшипниковыми щитами и с фланцем на одном подшипниковом щите);

Х₂X₃ - вторая и третья цифры обозначают способ монтажа.

Вторая цифра. Для группы IM1-0, Третья указывает на расположение вала двигателя в пространстве при монтаже. Для группы IM1 -третья цифра обозначает: 0 - вал горизонтальный, машина лапами вниз; 1- вал вертикальный, конец вала вниз; 3 - вал вертикальный, конец вала вверх; 5 - вал горизонтальный, конец вала влево, машина крепится лапами на вертикальной плоскости; 6 - вал горизонтальный, конец вала направо, машина крепится на вертикальной плоскости;

7 - вал горизонтальный, машина крепится на горизонталь ной плоскости лапами вверх; 8 - машина может работать при любом направлении конца вала;

Х₄ - исполнение выступающего конца вала: 0 - без конца вала;

1 - с одним цилиндрическим концом вала; 2 - с двумя цилиндрическими; 3- с одним коническим; 4 - с двумя коническими; 6, 7 и 9 - в асинхронных двигателях общего назначения не применяются.

Обозначение исполнений вводных устройств расшифровывается так K-3-I - с панелью выводов и одним штуцером; K-3-II - с панелью выводов и двумя штуцерами; К-З-М - с панелью выводов и удлинителем под сухую разделку кабеля или под эпоксидную заделку; К-2-1-без панели выводов с одним штуцером; К-2-Н-без панели выводов с двумя штуцерами.

Основным исполнением вводных устройств является устройство с панелью выводов и одним штуцером (K-3-I). По заказу потребителя заводы-изготовители двигателей устанавливают вводное устройство с двумя штуцерами. Два штуцера необходимо для ввода дополнительных проводов в двигатели с температурной защитой и др.

1.2 Построение естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя с к.з. ротором по 4-м точкам

Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором характеризуется номинальными техническими данными, которые указываются в каталоге: Р_Н, кВт - номинальная мощность, n_Н,об/мин- номинальная частота вращения вала электродвигателя при номинальной нагрузке, U_H, В -номинальное напряжение, I_н, А - номинальная сила тока, (~) -- род тока, f_н, Гц - частота питающей сети, - коэффициент мощности при номинальной нагрузке, - коэффициент полезного действия, кроме того в каталоге задаются: , об/мин- синхронная частота вращения (частота вращения магнитного поля статора) - кратность пускового момента, - кратность максимального (или критического) момента.

Естественную механическую характеристику асинхронного двигателя с к.з. ротором ориентировочно можно построить, используя его данные из каталога, по 4 - м характерным точкам (рисунок 1.1):

Координаты точек:

Точка А (М = 0;); -синхронная скорость вращения, рад/с. (1.1)

Точка В (; ); - номинальный момент электродвигателя, Н м; - номинальная скорость вращения, рад/с.

; (1.2) . (1.3)

Точка С (; );); - момент критический (или максимальный), Н^.м; - критическая скорость вращения, рад/с.

; (1.4)

, (1.5)

где - критическое скольжение, о.е.

. (1.6)

Точка Д (; ); - пусковой момент электродвигателя, Н^.м;

. (1.7)

Примечание: Если нагрузка у АД с к.з. ротором номинальная и параметры сети соответствуют номинальным данным, то запуск электродвигателя осуществляется от точки Д далее точка С и рабочая точка - это точка В.

Задача 1.1. Для асинхронного электродвигателя с к.з. ротором типа АИР225М2, имеющего следующие паспортные данные:

= 55кВт; =2940 об/мин; = 3000 об/мин; =1,8; = 2,6; построить естественную механическую характеристику по 4-м точкам:

1. Определяем синхронную скорость вращения _с, рад/с, по формуле

2.

(1.8)

3. Определяем номинальную скорость вращения , рад/с, электродвигателя:

(1.9)

4. Определяем номинальный момент , Н^.м, электродвигателя:

(1.10)

Н^.м.

5. Определяем критический момент , Н^.м, электродвигателя:

(1.11)

Н^.м

6. Определяем номинальное скольжение о.е., электродвигателя:

(1.13)

7. Определяем критическое скольжение , о.е., электродвигателя:

(1.13)

8. Определяем критическую скорость вращения , рад/с, электродвигателя:

(1.14)

рад/с

9. Определяем пусковой момент , Н^.м, электродвигателя:

(1.15)

Н^.м

Рисунок 1.2 Естественная механическая характеристика асинхронного электродвигателя типа АИР225М2

1.3 Построение естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя с к.з. ротором по уравнению Клосса при помощи ПК

1.3.1 Мой компьютер

Персональный компьютер - это техническое средство, предлагающее сегодня пользователю всё, что необходимо для обработки информации на рабочем месте, и огромные по возможностям программные средства или математическое обеспечение для решения практически любых задач в самом доступном для пользователя виде.

Технические устройства ПК:

Стандартный комплект современного ПК включает в себя:

- системный блок

- монитор

- клавиатуру

- мышь с ковриком.

Системный блок - это основа ПК, в него входят устройства, определяющие всю работу по обработке информации.

Монитор - окно в ПК. Монитор даёт возможность ведения диалога с ПК, а диалог представляет основу работы пользователя на ПК.

Клавиатура - всю клавиатуру можно разбить на 4 зоны:

- основная (пишущая машинка);

- числовая (калькулятор);

- управления курсором;

- функциональная.

Основная. Расположение символов на основной части клавиатуры такое же, как и на пишущей машинке. Русские символы в соответствии с русскоязычной пишущей машинкой, а латинские символы- с англоязычной. Верхний ряд содержит цифры и специальные символы. Большая клавиша внизу - пробел (интервал между словами). Справа и слева - управляющие клавиши.

Ctrl - (контрол), правый и левый;

Alt - (альт), правый и левый;

Shift - (шифт), правый и левый.

У клавиатуры два регистра - нижний и верхний. В нижнем регистре находятся обычные символы, буквы и цифры. В верхнем регистре - заглавные буквы и некоторые специальные символы, которые, обычно, отображены на верху клавиши. Символ из верхнего регистра берётся при нажатой клавише Shift. Для закрепления верхнего регистра используется клавиша Caps Lock. Отключается верхний регистр повторным нажатием этой клавиши. Включённый верхний регистр отмечается включённым индикатором Caps на панели индикации в правом верхнем углу клавиатуры. Для переключения режимов клавиатуры (русский / латинский) в WINDOWS следует нажать одновременно Ctrl + Shift - левый или правый.

Клавиша Back Space стирает набранные символы (справа налево).

Клавиша Tab - табуляция.

Клавиша Enter - ввод, основная клавиша, вводит информацию в ОП для обработки, подтверждает выбор на экране, завершает выполнение команды.

Клавиша Esc (Escape) -- в левом верхнем углу клавиатуры, отмена действия, отказ, сброс информации.

Числовая. (Правая часть клавиатуры). Расположение цифр подобно калькулятору. Эта часть клавиатуры может работать в двух режимах - для ввода чисел или для управления курсором. Режимы переключаются клавишей Num Lock. Включённый числовой режим отображается индикатором Num на табло индикации.

Курсор. - это указатель на экране. Символьный курсор - вертикальная мигающая чёрточка обозначает на экране место для ввода. Курсор-указатель - выделенный прямоугольник,перемещая который можно выбрать информацию на экране. Курсор перемещается по экрану клавишами-стрелками. Если информации много, то для перелистывания экранов используются клавиши PgUp и PgDn страница вверх и страница вниз. Ноте - перевод курсора в начало информации (списка, строки), End - перевод курсора в конец информации (списка, строки) Клавиша ins (Inset - вставить) переключает режимы « Вставка » / « Замена ». В режиме « Вставка» символ с клавиатуры вставляется в позицию слева от курсора, раздвигая текст.

Клавиша Del (Delete - удалить) удаляет символ справа от курсора.

Функциональная. 12 клавиш в верхней части клавиатуры - F1, F2 F12.

Эти клавиши имеют конкретное назначение в каждом пакете программ и описываются в инструкциях.

Управление Мышью. При работе на ПК мышь становится основным инструментом в руках пользователя.

Рабочие элементы Мыши - это шарик на её нижней стороне и две рабочие клавиши наверху. При перемещении Мыши по коврику шарик вращается и перемещает стрелку-указатель по экрану.

Левая клавиша - 3 основных действия:

Одинарный щелчок. Выбирает объект на экране, вызывает команду из меню, нажимает кнопку на графическом экране, и т. д.

Двойной щелчок. Открывает папку, вызывает документ, выполняет другие операции по инструкции.

Перетаскивание. Перемещает объект, для этого; установить указатель мыши на нужный объект, нажать левую клавишу и, удерживая её, переместить мышь в нужном направлении. Выбранный объект перемещается вместе с мышкой и остаётся там, где отпущена клавиша.

Правая клавиша.

Щелчок правой клавишей мыши вызывает контекстное меню.

Меню - это перечень команд для выбора пользователем. Контекстное меню всегда содержит только те команды, которые можно применить к выбранному мышкой объекту, работа с этим меню значительно упрощает поиск нужной команды.

1.3.2 Электронная таблица - EXCEL

Электронные таблицы сегодня являются самыми популярными программами для автоматизации обработки информации в любой сфере управления. Одних только математических, логических, бухгалтерских, статистических функций, которые Excel умеет выполнять над табличными данными, - более двухсот штук.

Рабочее поле Excel представляет собой не чистый лист, а пустую таблицу, которую предстоит заполнять.

Идея автоматизации расчётов в электронных таблицах очень простая:

В таблице добавляются номера строк и буквы столбцов, таблица становится адресной, т.е. у каждой клетки есть адрес, как на шахматной доске. Значит, у любой информации таблицы есть адрес, так же, как и у фигуры на шахматной доске. Теперь в таблице можно писать формулы расчёта, используя адреса с информацией.

	A	B	C	D	E
1	15	20	=A1+B1(35)	=10%*C1(3.5)	=C1-D1(31.5)
2
3

Когда исходные данные в адресах меняются, одновременно пересчитываются и все формулы с этими адресами.

Таким образом, надо только правильно задать формулы расчёта, и тогда достаточно ввести новые исходные данные и распечатать уже пересчитанную таблицу. Если при этом учесть, ЧТО размеры таблиц практически не ограничены, и в формулах можно использовать огромное количество функций, в том числе сложных математических функций и специальных функций EXCEL, и что работа в таблице полностью автоматизирована, то становится понятной растущая популярность этого пакета программ.

Вызов EXCEL

EXCEL входит в состав MS OFFICE и проще всего его вызвать щелчком мыши на кнопке с его значком на панели OFFICE в верхней части экрана Рабочего Стола.

Всегда можно вызвать EXCEL из списка программ через пусковое меню:

ПУСК - Программы - Microsoft Excel Экран EXCEL

Экран EXCEL - стандартное окно WINDOWS. Верхняя строка- заголовок, затем меню, под строкой меню находятся панели инструментов с кнопками-значками для быстрого вызова основных команд. По умолчанию, так же, как и в WORDe, на экране две основные панели - стандартная и форматирование. Другие панели можно устанавливать или убирать по мере необходимости, используя для этого команду:

Вид - Панели инструментов

Вызывается список панелей. Установленные панели отмечены слева галочкой. Нужная панель устанавливается или убирается щелчком мыши. Если необходимо полностью настроить панели инструментов, то следует выполнить:

Вид - Панели инструментов - Настройка

В окне запроса выбираются панели инструментов для постоянного отображения на экране.

Рабочее поле окна EXCEL - таблица. Сверху и слева от таблицы расположена рамка EXCEL с заголовками столбцов и строк. Имена столбцов - буквы латинского алфавита, имена строк - номера по порядку, таким образом, у каждой клетки есть адрес, например: Al, F34,-AN15 и т.д.

Клетка, выделенная прямоугольной рамкой, называется «Активной клеткой» или «Табличным курсором» -Активная клетка перемещается клавишами-стрелками или щелчком мыши.

- указатель мыши в рабочем поле. Ноте - перемещает Активную Клетку в начало строки; Ctrl + Ноше - в начало таблицы, в клетку А1; курсор имеет форму толстенького белого крестика.

Вся таблица - книга. В этой книге по умолчанию 3 листа. Количество листов можно уменьшить или увеличить практически без ограничений (до 255 листов). Номера листов обозначены на ярлычках под таблицей. Один лист - это 255 столбцов и 65580 строк.

Управление листами:

- переход на другой лист - щелчок мыши на ярлычке листа;

- задать новое имя - двойной щелчок мыши на ярлычке, задать на ярлычке новое имя с клавиатуры; (или из контекстного меню выполнить команду - Переименовать);

- удалить лист - из контекстного меню выполнить команду - Удалить;

- добавить новые листы - из контекстного меню выполнить команду - Вставить;

Листы можно перемещать, перетаскивая мышкой ярлычок, или копировать, перетаскивая мышкой при нажатии клавиши Ctrl. Между панелями инструментов и таблицей находится

Строка Формул. Эта строка устанавливается или убирается с экрана командой: Вид - Строка Формул.

Слева в Строке формул отображается адрес Активной клетки, а справа - содержимое Активной клетки в формульном виде, если эта информация - формула. Последняя строка экрана - строка состояния.

Виды информации в EXCEL:

3 основных вида информации в EXCEL:

Текстовая - эту информацию EXCEL различает самостоятельно. Числовое значение текстовой информации 0 или ошибка.

Числовая - это числа, целые или десятичные с разделителем десятичных знаков - запятая, например, 15,72.

Числа могут быть представлены в нормализованном виде (экспоненциальная форма числа). Этот формат называют ещё инженерным или научным, и используется он для представления очень больших или очень маленьких чисел, используя для этого степень десяти (экспоненту).

Например:

1200000000 = 1,2* 10⁹ = 1,2+ Е9

0,0000000012 = 1,2*10'⁹ = 1,2-Е9

Формульная- всегда начинается с признака формулы, знака =. Без этого признака формула воспринимается как текст. Формулы могут содержать:

- числа,

- адресные ссылки (например: А1 + В1),

- текстуальные константы, текст в кавычках, т.е. « текст». Используется для ввода текста в формулы.

- функции EXCEL. Большое разнообразие функций даст возможность решения самых различных классов задач, это в свою очередь и определяет такую популярность данного пакета программ.

Вот далеко не полный перечень только классов функций: - математические;

- статистические;

- логические;

- финансовые;

- календарные и другие.

Для записи (построения) формулы используются следующие арифметические операции:

+ сложение

- вычитание

* умножение

./ деление

^ возведение в степень (например: А1^3),

% процент от числа или от адресной ссылки, используется со знаком умножения * (например: = 5%*А1);

() круглые скобки используются для изменения порядка вычислений. Стандартные правила порядка вычислений при расчёте формул EXCEL выполняет.

Если при вводе формулы допущена синтаксическая ошибка, то формула воспринимается как текст и выдаётся сообщение об ошибке. В формулах не допускаются пробелы.

Вид сообщений об ошибках:

# ИМЯ? - в адресных ссылках формулы использованы русские буквы, или неверно записано имя функции.

#ЗНАЧ? - в формуле допущена адресная ссылка на клетку с текстом или с ошибкой.

#ССЫЛКА? - адресная ссылка на ошибку.

#ДЕЛ/О! - деление на 0.

В одной клетке таблицы может быть информация только одного вида, иначе она воспринимается как текст.

Ввод информации:

Информация всегда вводится в «Активную клетку», поэтому необходимо следить за её местоположением в таблице. Перед вводом информации Активную клетку необходимо установить в нужное место.

Размер информации в одной клетке таблицы ограничен до 255 символов. Если при вводе текст превышает размер клетки, то он автоматически переходит в клетки справа по строке, если они свободны. Если клетки справа заняты, то текст на экране обрывается, но при этом он полностью остаётся в оперативной памяти по адресу клетки ввода.

Информация при вводе отображается в активной клетке и в строке формул, чтобы её сбросить в процессе ввода, нужно нажать клавишу Esc. Информация считается введённой в указанный адрес только при завершении ввода: (Enter) - стандартный способ завершения ввода. Обязательно применяется при вводе и редактировании формул. После ввода «Активная клетка» автоматически переходит на одну клетку вниз.

Клавиши-стрелки - обычно завершают ввод исходных данных. После ввода «Активная клетка» автоматически перемещается в выбранном стрелкой направлении.

Щелчок мыши - используется тоже при вводе исходных данных, когда они разбросаны по таблице. «Активная клетка» перемещается по адресу щелчка мыши.

Если перед вводом щелкнуть мышкой в строке формул, то в ней появляется символьный курсор, и информация вводится непосредственно в строку формул. При этом в строке формул появляются дополнительные кнопки, которые можно использовать для редактирования, удаления или для ввода. В этом случае « Активная клетка» при вводе никуда не перемещается.

Редактирование информации:

Информация стирается из «Активной клетки» или выделенного блока клеток клавишей Del.

Если информация вводится в занятую клетку, то новая информация заменяет старую, таким образом, нет необходимости стирать старую информацию при вводе новых исходных данных.

Если в занятую клетку информация вводится ошибочно, то клавиша Esc стирает набираемую информацию, восстанавливая старую. Для редактирования данных в клетке таблицы необходимо включить режим редактирования, который вызывается двойным щелчком мыши в клетке редактирования или клавишей F2: в клетке появляется текстовый курсор, который можно перемещать по информации в клетке и затем редактировать (удалять, вставлять или заменять символы).

Щелчок мыши в строке формул также вызывает режим редактирования информации Активной клетки, символьной курсор появляется прямо в строке формул, где и отображается процесс редактирования. Редактирование завершается клавишей Enter.

Выделение в таблице:

Практически все операции в EXCEL выполняются для выделенного блока клеток или только для «Активной клетки».

Основные приёмы выделения:

- с клавиатуры - Shift + стрелки управления курсором;

- мышкой - перетаскиванием по нужному блоку клеток.

Дополнительные приёмы:

- выделение столбца - щелчок мыши на букве столбца в рамке таблицы, перетаскиванием мышки по буквам столбцов в рамке можно выделить несколько смежных столбцов;

- выделение строки - щелчок мыши на номере строки в рамке таблицы, перетаскиванием мыши по номерам строк можно выделить несколько смежных строк в таблице;

- выделение всей таблицы - щелчок мыши в левом верхнем углу рамки таблицы;

- выделение таблицы пользователя - поместить «Активную клетку» в А1 и нажать клавиши Scift + Ctrl + End;

- выделение разрывного блока клеток - EXCEL допускает выделение несмежных между собой блоков клеток, для этого выделить мышкой нужные блоки при нажатой клавише Ctrl. В выделенном блоке остаётся не закрашенной Активная клетка.

Перемещение и копирование мышкой:

- выделить блок клеток;

- установить указатель мыши строго на рамку блока или Активной клетки;

- для перемещения - перетащить мышкой блок в другое место таблицы;

- для копирования - перетащить мышкой при нажатой клавише

Ctrl. Эту клавишу отпустить после выполнения операции в последнюю очередь.

Если блок клеток перемещается или копируется в занятое место таблицы, то на экране появляется окно-предупреждение, что будет произведена замена информации. Если эта замена нежелательна, то надо отказаться от выполнения операции.

Использование некоторых функций EXCEL:

Возможности электронных таблиц значительно расширяются, если использовать функции. Все функции EXCEL можно просмотреть, если вызвать окно «Мастер функции». Это окно вызывается кнопкой fx на стандартной панели инструментов. В этом окне слева представлен список категорий (видов) функций, а справа - список функций выбранной категории. Общий вид функций, выбранной щелчком мыши, и краткая подсказка по ней отображается внизу окна. Чтобы получить подробную инструкцию по её применению надо нажать кнопку с вопросом (или кнопку СПРАВКА в EXCEL-7).

Окно «Мастер функций» можно использовать при вводе сложных или незнакомых функций, тогда в режиме «шаг за шагом» вводится сначала имя выбранной функции, а затем её аргументы.

1.3.3 Уравнение Клосса

Уравнение механической характеристики АД записывается следующим образом:

(1.16)

Где - максимальный (критический) момент электродвигателя, Н^.м;

- критическое скольжение, соответствующее критическому моменту, о.е.

Задача 1.2. Для асинхронного электродвигателя с к.з. ротором типа AHP100L6, имеющего следующие паспортные данные:

= 2.2кВт; =945 об/мин; = 1000 об/мин; = 2,2;; ; построить естественную механическую характеристику по уравнению Клосса при помощи персонального компьютера.

Решение:

1. Составляем блок-схему алгоритма расчёта координат для построения естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя к.з. ротором типа АИР100L6 (рисунок 1.3).

2. Составляем инструкцию по заполнению электронной таблицы EXCEL для реализации вычислительного алгоритма расчёта координат для построения естественной механической характеристики АД с к.з. ротором типа AHP100L6.

3. Заполняем электронную таблицу EXCEL согласно инструкции и получаем механическую характеристику для электродвигателя типа AИP100L6 (рисунок 1.4).

Рисунок 1.3 Блок-схема алгоритма расчета координат для построения естественной механической характеристики асинхронного двигателя с к.з. ротором

Таблица 1.2

Инструкция по заполнению электронной таблицы EXCEL для реализации вычислительного алгоритма определения координат для построения естественной механической характеристики асинхронного двигателя с к.з. ротором

Ячейка	Значение
А1 (A1-G1)	"Построение механической характеристики"
А2 (A2-G2)	"асинхронного электродвигателя с к.з. "
АЗ (A3-G3)	"ротором по уравнению Клосса"
В6 (В6-Е6)	"Исходные данные"
А8	"Тип двигателя"
В8	". кВт"
С8	", об/мин"
D8	" об/мин"
Е8	"
F8	""
G8	""
В12 (В 12-Е 12)	"Промежуточные расчеты"
В14	", рад/с"
С14	", Н*м"
D14	", Н*м"
Е14	""
F14	""
G14	"а"
В15	=3,14*D9/30
С15	= 1000*В9/В15
D15	=Е9*С15
Е15	=(C9-D9)/C9
F15	=Е15*(Е9+КОРЕНЬ(СТЕПЕНЬ(Е9;2)-1))
G15	=F9/G9
А18 (A18-D18)	"Данные для построения"
А1 9 (A19-D19)	"механической характеристики:"
А21	"S"
В21	"М, Н*м"
А22	=0
В22	=0
А23	=А24-0,1
В23	=2*D15*(1+G15*F15)/(A23/F15+F15/A23+2*G15*F15)
А24	=А25-0,1
В24	=2*D15*(1+G15*F15 V(A24/F 15+F15/A24+2*G 15*F 15)
А25	=A26-0,1
В25	=2*D15*(1+G15*F15)/(A25/F15+F15/A25+2*G15*F15)
А26	=A27-0,1
В26	=2*D15*(1+G15*F15)/(A26/F15+F15/A26+2*G15*F15)
А27	=A28-0,1
В27	=2*D15*(1+G15*F15)/(A27/F15+F 15/A27+2*G 15*F15)
А28	=A29-0,1
В28	=2*D15*(1+G15*F15)/(A28/F15+F15/A28+2*G15*F15)
А29	=A30-0,1
В29	=2*D15*(1+G15*F15)/(A29/F15+F15/A29+2*G15*F15)
АЗО	=A3 1-0,1
ВЗО	=2*D15*(1+G15*F15)/(A30/F15+F15/A30+2*G15*F15)
А31	=A32-0,1
В31	=2*D15*(1+G15*F15)/(A31/F15+F15/A31+2*G15*F15)
А32	=1
В32	=2*D15*(1+G15*F15)/(A32/F15+F15/A32+2*G15*F15)
В37 (B37-G37) (B40-G40)	"Рисунок 1.4. Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя с к.з. ротором”
Объект	=ВНЕДРИТЬ(”диаграмма Microsoft Graph”) ="M(S)" Значения X: “=Лист1 !$А$22:$А$32” Значения Y: “ =Лист1!$В$22:$В$32”

Построение механической характеристики асинхронного электродвигателя с к.з. ротором по уравнению Клосса

Ф.И.О.	группа, курс
Иванов Иван Иванович	1,1

Исходные данные:

Тип двигателя	, кВт	об/мин	об/мин
AHP100L6	2,2	1000	945	2,2	0,09	0,067

Промежуточные расчеты:

, рал/с	, Н*м	, Н*м			а
98,91	22,242443	48,933374	0,055	0,2288	1,3433

Рисунок 1.4 Естественная механическая характеристика асинхронного электродвигателя с к.з. ротором

Данные для построения механической характеристики

s	M, Н-м
0	0
0,1	38,31178
0,2	48,59697
0,3	47,58817
0,4	43.59209
0,5	39,27374
0.6	35,35732
0,7	31,97609
0.8	29,09473
0,9	26,63928
1	24,53608



2. Асинхронный электродвигатель с фазным ротором

2.1 Назначение электродвигателей

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором применяются при тяжёлых условиях пуска, а также при необходимости плавного регулирования частоты вращения вниз от номинальной. Они используются для рабочих машин, требующих большой пусковой момент. Двигатели с фазным ротором являются модификацией АД с короткозамкнутым ротором. Главным достоинством таких АД - возможность пуска при малых пусковых токах, что особенно важно для работы от слабых сетей. Кроме того, фазный АД можно регулировать по частоте вращения, вводя в ротор резистор. В ряде случаев фазные асинхронные электродвигатели работают в режиме генератора, как нагружающие устройства. Иногда они используются в асинхронном вентильном каскаде, допускающем плавную регулировку частоты вращения в широком диапазоне при высоком коэффициенте мощности.

Выводные концы обмотки ротора, соединённой обычно в звезду, подключены к трём контактным кольцам. С помощью щёток через кольца в цепь обмотки ротора можно вводить добавочный резистор или добавочную ЭДС для изменения пусковых или рабочих свойств электродвигателя. Щётки позволяют также замкнуть обмотку накоротко.

В большинстве случаев добавочный резистор вводится в обмотку ротора только для облегчения пуска АД, так как в этом случае увеличивается момент и уменьшается ток. При работе АД пусковой резистор должен быть полностью выведен, а обмотка ротора замкнута накоротко.

Двигатели с фазным ротором выполняются с теми же степенями защиты, что и АД с короткозамкнутым ротором, -IP54 (IP44) и IP23 по СТ СЭВ 247-76.

В серии АИ на базе вариантов АИР, АИС, АИРН, АИСН разработаны соответственно следующие модификации АД с фазным ротором: АИРФ - со степенью защиты IP54 (IP44); АИСФ - со степенью защиты IP54 (IP44); АИРНФ - со степенью защиты IP23; АИСНФ -со степенью защиты IP23.

2.2 Построение естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Асинхронный электродвигатель с фазным ротором характеризуется номинальными техническими данными, которые указываются в каталоге:

,кВт -номинальная мощность; , В - номинальное напряжение; , об/мин -номинальная частота вращения вала электродвигателя (или -номинальное скольжение); А --номинальный ток; , Гц -частота питающей сети; -коэффициент мощности при номинальной нагрузке; -номинальный коэффициент полезного действия; , об/мин - синхронная частота вращения (частота вращения магнитного поля статора); кратность максимального (или критического момента); , А-номинальный ток обмотки фазы ротора; , В - э.д.с. номинальная ротора (линейное напряжение на кольцах разомкнутой цепи неподвижного ротора).

Естественную механическую характеристику асинхронного двигателя с фазным ротором ориентировочно можно построить, используя его данные по каталогу по 3 -м характерным точкам: А; В; С, координаты которых рассчитываются аналогично координатам точек для построения естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя с к.з. ротором (см. п.п. 1.2.). Пусковой момент () рассчитывается при введённом пусковом сопротивлении в цепи ротора согласно законов коммутации по формуле:

(2.1)

Естественную механическую характеристику асинхронного электродвигателя с фазным ротором можно построить по уравнению Клосса по формуле (1.16), задаваясь скольжением в пределах от S=0 до

Задача 2.1. Для асинхронного электродвигателя с к.з. ротором типа АИРФ200М4, имеющего следующие паспортные данные:

= 22кВт; = 1500 об/мин; ; = 2,2;Параметры схемы замещения; ; построить естественную механическую характеристику по уравнению Клосса при помощи персонального компьютера.

Решение:

1. Составляем блок-схему алгоритма расчёта координат для построения естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя к.з. ротором типа АИРФ200М4 (рисунок 2.1).

2. Составляем инструкцию по заполнению электронной таблицы EXCEL для реализации вычислительного алгоритма расчёта координат для построения естественной механической характеристики АД с к.з. ротором типа АИРФ200М4.

3. Заполняем электронную таблицу EXCEL согласно инструкции и получаем механическую характеристику для электродвигателя типа АИРФ200М4 (рисунок 2.2).

Рисунок 2.1 Блок-схема алгоритма расчета координат для построения естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Таблица 2.1

Инструкция по заполнению электронной таблицы EXCEL для реализации вычислительного алгоритма определения координат для построения естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Ячейка	Значение
А1 (A1-G1)	"Построение механической характеристики”
А2 (A2-G2)	"асинхронного электродвигателя с фазным7'
АЗ (A3-G3)	"ротором по уравнению Клосса”
В6 (В6-Е6)	''Исходные данные”
А8	''Тип двигателя”
В8	". кВт"
С8	", об/мин"
D8	”" о.е.”
Е8	"
F8	""
G8	""
В12 (В12-Е12)	''Промежуточные расчеты"
В14	" об/мин"
С14	", рад/с"
D14	", Н*м"
Е14	", Н*м"
F14	""
G14	”а ”
В15	=C9*(1-D9)
С15	=3.14*В15/30
D15	=1000*В9/С15
Е15	=E9*D15
F15	=09*(Е9+К0РЕНЬ(СТЕПЕНЬ(,Е9;2)-1))
G15	=F9/G9
А18 (A18-D1S)	''Данные для построения”
А19 (A19-D19)	''механической характеристики:”
А21	”S”
В21	”М, Н.м”
А22	=0
В22	=0
А23	=А22+0.1
В23	=2*E15*(1+G15*F15)/(A23/F15+F15/A23+2*G15*F15)
А24	=А 23+0,1
В24	=2*E15*(1+G15*F15)/(A24/F15+F15/A24+2*G15*F15)
А25	=А24+0,1
В25	=2*E15*(1+G15*F15)/(A25/F15+F15/A25+2*G15*F15)
А26	=А25+0,1
В 26	=2*Е 15 *(1 +G15*F 15)/(A26/F 15+F 15/A26+2*G 15*F 15)
А27	=A26+0,1
В27	=2*E15*(1+G15*F15)/(A27/F15+F15/A27+2*G15*F15)
А28	=A27+0,1
В28	=2*E 15*(1 +G15 * F15)/(A2 8/F15+F15/A28+2*Gl 5*F 15)
(B37-G37) (B40-G40)	''Рисунок 2.2 Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя с фазным ротором”
Объект 13	=ВНЕДРИТЬ (”MSGraph.Chart.8”;” ”)

Построение механической характеристики асинхронного электродвигателя с фазным ротором по уравнению Клосса

Исходные данные:

Тип двигателя	, кВт	об/мин	Sh, о.е.
АИРФ200М4	22	1500.	0,025	2,5	0,024	0,026

Промежуточные расчеты:

,об/мин	, рал/с	, Н*м	, Н*м		а
| 1462,50	153,08	143,72	359,30	0,12	0,92

Данные для построения механической характеристики:

Рисунок 2.2 Естественная механическая характеристика асинхронного электродвигателя с фазным ротором

S	М, Н.м
0	0
0,1	354,09
0,2	320,54
0,3	255,38
0,4	206,75
0,5	172,18
0,6	146,98

2.3 Определение количества и величины секций пускового резистора АД с фазным ротором

Асинхронный электродвигатель с фазным ротором запускается при полностью введённом пусковом резисторе (реостате), который состоит из секций. Пусковой реостат служит для ограничения пускового тока АД с фазным ротором. Определить количество и величины сопротивлений секций пускового реостата можно графическим и аналитическим способами.

Графический метод:

Для определения количества и величины сопротивлений секций пускового реостата необходимо построить пусковую диаграмму АД с фазным ротором (рисунок 2.3).

1. Строим механическую характеристику АД с фазным ротором по 3-м точкам или по уравнению Клосса;

2. Определяем искусственный пусковой момент М₁ Н^.м, согласно законов коммутации:

(2.2)

3. Определяем момент переключения М₂, Н^.м, секций пускового реостата:

(2.3)

4. Строим прямые М = М, и М = М₂;

5. Соединяем точку 1 и точку А, точку пересечения с прямой обозначаем цифрой 2, из точки 2 опускаем перпендикуляр на прямую и обозначаем эту точку цифрой 3; соединяем точку 3 с точкой А, точку пересечения с прямой обозначаем цифрой 4, из точки 4 опускаем перпендикуляр на прямую и обозначаем эту точку цифрой 5; соединяем точку 5 с точкой А, точку пересечения с прямой обозначаем цифрой 6, из точки 6 опускаем перпендикуляр на прямую и обозначаем эту точку цифрой 7.

(Цифра 7 обязательно должна находиться на пересечении естественной механической характеристики АД и прямой -это может быть достигнуто путём подбора коэффициентов от 1 до 1,5 у момента переключения и коэффициентов от 0,8 до 0,85 у пускового момента ).

6. Проводим прямую СО ⁼С0_с параллельную оси моментов и обозначаем точку пересечения с прямой М = М₂ цифрой 9, а точку пересечения механической характеристики с прямой обозначаем цифрой 8. По пусковой диаграмме определяем количество ступеней пускового реостата (m). Согласно рисунка 2.3. m = 3

пределяем номинальное активное сопротивление R_2h. Ом, обмотки фазы ротора:

(2.4)

где - Э.Д.С. номинальная ротора, В, - номинальный ток обмотки фазы ротора, А.

7. Определяем активное сопротивление R_p, Ом, обмотки фазы ротора при :

(2.5)

8. Определяем масштаб сопротивлений , Ом/мм, замеряем расстояние отрезка (8 - 9) в мм:

(2.6)

9. Определяем величину сопротивления первой секции _?Om, пускового реостата: замеряем расстояние отрезка (2-4) в мм.

(2.7)

10. Определяем величину сопротивления второй секции , Ом, пускового реостата: замеряем расстояние отрезка (4 - 6) в мм.

(2.8)

11. Определяем величину сопротивления третьей секции ,Om, пускового реостата: замеряем расстояние отрезка (6 - 8) в мм.

(2.9)

12. Определяем суммарное сопротивление роторной цепи ,Om, при полностью введённом пусковом реостате:

(2.10)

Аналитический метод:

Так как стоит задача определить число и величину сопротивлений ступеней пускового реостата, следовательно, задаются и .

1. Задаёмся ,

2. Определяем номинальное активное сопротивление R_2h. Ом, обмотки фазы ротора:

(2.11)

3. Определяем активное сопротивление R_p, Ом, обмотки фазы ротора при :

(2.12)

4. Определяем колебания момента при пуске:

(2.13)

5. Определяем количество ступеней пускового реостата:

(2.14)

6. Принимаем m целым числом:

7. Рассчитываем уточнённое значение

(2.15)

8. Определяем величины сопротивлений секций пускового реостата:

(2.16)

(2.17)

(2.18)

...