Асинхронный двигатель
Параметры выбора электродвигателя. Исследование и расчет механических характеристик и переходных процессов изменения скорости и тока асинхронного двигателя (АД) при пуске в разных режимах. Разработка электрической схемы управления АД и описание ее работы.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 07.06.2016 |
Размер файла | 958,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Исходные данные для проектирования
- Раздел 1. Выбор электродвигателя
- Раздел 2. Расчет механической характеристики АД по каталожным данным и по формулам Клосса. Сравнительный анализ полученных характеристик
- 2.1 Расчет и построение графиков механической характеристики и динамического момента АД по формулам Клосса
- 2.2 Сравнительный анализ полученных характеристик
- Раздел 3.Расчет переходного процесса изменения частоты вращения АД при пуске на холостом ходу и пуске с номинальным моментом сопротивления производственного механизма
- 3.1 Пуск АД с номинальным моментом сопротивления производственного механизма
- 3.2 Пуск АД на холостом ходу
- Раздел 4. Расчет переходного процесса изменения тока ротора АД при пуске на холостом ходу и пуске с номинальным моментом сопротивления производственного механизма
- 4.1 Краткие теоретические сведения
- 4.2 Расчет параметров схемы замещения
- 4.3 Расчет зависимости тока ротора от скольжения
- 4.4 Расчет переходного процесса изменения тока ротора от времени при пуске с номинальным моментом сопротивления производственного механизма
- 4.5 Расчет переходного процесса изменения тока ротора от времени при пуске на холостом ходу
- 5. Разработка электрической схемы управления АД и описание ее работы
- Заключение
Исходные данные для проектирования
Требования производственного механизма:
nн, об/мин |
Pном, кВт |
|
1410 |
4 |
Раздел 1. Выбор электродвигателя
Таблица 1
,кВт |
nн, об/мин |
КПД, % |
Cosц |
Uном, В |
J,кг*м |
m |
||||||
4 |
1410 |
85 |
0,84 |
220 |
0.06 |
2 |
2.2 |
1.6 |
7 |
0.011 |
27.3 |
Раздел 2. Расчет механической характеристики АД по каталожным данным и по формулам Клосса. Сравнительный анализ полученных характеристик
2.1 Расчет и построение графиков механической характеристики и динамического момента АД по формулам Клосса
Расчет синхронной частоты вращения магнитного поля статора , об/мин, производится по формуле
Синхронная угловая скорость рад/c, вычисляется по формуле
Паспортные параметры:
С помощью следующего выражения вычисляется номинальный момент (Н*м)
Номинальная угловая скорость ,рад/c, рассчитывается по формуле
где
Расчетный коэффициент
Критическое скольжение в относительных единицах
При расчете характеристик в двигательном режиме работы, скольжения выбираются в диапазоне от S=1 до S=0 с шагом от 0 до 0,05.
В таблице 1 показаны результаты расчета механической характеристики.
Результаты расчета в электронных таблицах MS Excel механической характеристики показаны в таблице 2. Во втором столбце рассчитывается момент m (в относительных единицах). Расчет ведется по формуле
В столбце 3 задается постоянное значение момента сопротивления механизма (в относительных единицах). В пятом столбце, по формуле (2), рассчитывается значения угловой скорости, рад/с. В последнем столбце ведется расчет динамического момента
Таблица 2
S, о.е. |
m, о.е. |
mc,o.e |
n,об.мин |
щ, рад/с |
mдин,о.е. |
|
1 |
1,330 |
1 |
0 |
0 |
0,330 |
|
0,95 |
1,379 |
1 |
75 |
7,85 |
0,379 |
|
0,9 |
1,432 |
1 |
150 |
15,7 |
0,432 |
|
0,85 |
1,489 |
1 |
225 |
23,55 |
0,489 |
|
0,8 |
1,549 |
1 |
300 |
31,4 |
0,549 |
|
0,75 |
1,613 |
1 |
375 |
39,25 |
0,613 |
|
0,7 |
1,680 |
1 |
450 |
47,1 |
0,680 |
|
0,65 |
1,752 |
1 |
525 |
54,95 |
0,752 |
|
0,6 |
1,826 |
1 |
600 |
62,8 |
0,826 |
|
0,55 |
1,902 |
1 |
675 |
70,65 |
0,902 |
|
0,5 |
1,980 |
1 |
750 |
78,5 |
0,980 |
|
0,45 |
2,054 |
1 |
825 |
86,35 |
1,054 |
|
0,4 |
2,122 |
1 |
900 |
94,2 |
1,122 |
|
0,35 |
2,175 |
1 |
975 |
102,05 |
1,175 |
|
0,3 |
2,200 |
1 |
1050 |
109,9 |
1,200 |
|
0,25 |
2,178 |
1 |
1125 |
117,75 |
1,178 |
|
0,2 |
2,079 |
1 |
1200 |
125,6 |
1,079 |
|
0,15 |
1,861 |
1 |
1275 |
133,45 |
0,861 |
|
0,1 |
1,472 |
1 |
1350 |
141,3 |
0,472 |
|
0,06 |
1 |
1 |
1410 |
147,58 |
0,00 |
|
0 |
0 |
1 |
1500 |
157 |
-1 |
Рисунок 1. График механической характеристики двигателя n(m)
Рисунок 2. График механической характеристики двигателя S(m)
Рисунок 3. График зависимости динамического момента от скольжения
2.2 Сравнительный анализ полученных характеристик
Чтобы произвести сравнительный анализ, необходимо провести расчет упрощенного момента двигателя (в относительных единицах) по формуле
По следующему выражению вычисляется относительная погрешность, %
Результаты расчета сравнительного анализа характеристик приведены в таблице 3.
Значения скольжения S от 1 до 0 задаются в столбце 1 (шаг 0,1). Используя формулу (8), во втором столбце рассчитываются значения уточненного момента двигателя в относительных единицах. Упрощенный момент двигателя С помощью формулы (10) в последнем столбце вычисляется относительная погрешность, %.
Таблица 3
S, о.е. |
mуточн, о.е. |
mупр, о.е. |
Д,% |
|
1 |
1,33 |
1,19 |
10,4 |
|
0,9 |
1,43 |
1,30 |
9,3 |
|
0,8 |
1,55 |
1,43 |
8,0 |
|
0,7 |
1,68 |
1,57 |
6,5 |
|
0,6 |
1,83 |
1,74 |
4,8 |
|
0,5 |
1,98 |
1,92 |
2,9 |
|
0,4 |
2,12 |
2,10 |
1,0 |
|
0,3 |
2,20 |
2,20 |
0,0 |
|
0,2 |
2,08 |
2,05 |
1,6 |
|
0,1 |
1,47 |
1,34 |
8,9 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
Рисунок 4. График относительной погрешности и
Рисунок 5. Сравнительная характеристика и
По следующей формуле вычисляется относительная погрешность упрощенного момента двигателя и каталожного момента двигателя. Расчет ведется для сравнения каталожной и расчетной характеристик.
Значения скольжения S (1; 0,7; ;;0) задаются в столбце 1. Значения каталожного момента двигателя задаются во втором столбце. В следующем столбце рассчитывается упрощенный момент двигателя в относительных единицах. С помощью формулы (12) в последнем столбце вычисляется относительная погрешность, %.
Таблица 4
S |
mкат, о.е. |
mупр, о.е. |
Д,% |
|
1 |
2 |
1,2 |
40,4 |
|
0,7 |
1,6 |
1,6 |
1,8 |
|
0,294 |
2,2 |
2,2 |
0,0 |
|
0,06 |
1 |
0,9 |
13,8 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
Рисунок 6. График относительной погрешности и
Рисунок 7. Сравнительная характеристика и
асинхронный двигатель скорость электрический
Раздел 3.Расчет переходного процесса изменения частоты вращения АД при пуске на холостом ходу и пуске с номинальным моментом сопротивления производственного механизма
3.1 Пуск АД с номинальным моментом сопротивления производственного механизма
Чтобы произвести расчет переходного процесса изменения угловой скорости и частоты вращения, необходимо проинтегрировать основное уравнение движения привода:
(13)
График зависимости динамического момента от скольжения (рис. 3) делится на малые интервалы, динамический момент на каждом интервале постоянен. В уравнение (13) переходим к конечным приращениям
(14)
Учитывая относительные значения момента, записываем уравнение относительно приращения частоты вращения
(15)
Можно заметить, что малые приращения времени равны приращению скорости (расчет по формуле (15)). Взяв сумму приращений угловой скорости на отдельных интервалах, найдем её значение.
Результаты расчетов приведены в таблице 5.
В первом столбце, учитывая шаг , задаются значения времени t. Во втором столбце первой строки значение скольжения S принимается равным 1. В последующих строках S рассчитывается по формуле (16).
??c=0,105nc - синхронная угловая скорость.
В столбце 3 ведется расчет значения динамического момента в относительных единицах по формуле 9, mc принимается равным единице. В четвертом столбце рассчитывается значение динамического момента.
(17)
В столбце 5 ведется расчет приращения угловой скорости ( - формула(14), приведенный момент инерции механизма равен 10*Jдв. В шестом столбце ведется расчет угловой скорости
(18)
В столбце 7 находится частота вращения n по формуле (5).
Таблица 5
t,c |
S, о.е. |
mдин, о.е. |
Mдин, Нм |
dщ, рад/с^2 |
щ,рад/с |
n, об/мин |
|
0 |
1,00 |
0,330 |
8,935 |
5,686 |
0,00 |
0,00 |
|
0,07 |
0,96 |
0,365 |
9,903 |
6,302 |
5,69 |
54,32 |
|
0,14 |
0,92 |
0,407 |
11,030 |
7,019 |
11,99 |
114,53 |
|
0,21 |
0,88 |
0,456 |
12,354 |
7,862 |
19,01 |
181,60 |
|
0,28 |
0,83 |
0,514 |
13,928 |
8,863 |
26,87 |
256,71 |
|
0,35 |
0,77 |
0,584 |
15,823 |
10,069 |
35,73 |
341,39 |
|
0,42 |
0,71 |
0,669 |
18,133 |
11,539 |
45,80 |
437,59 |
|
0,49 |
0,63 |
0,774 |
20,977 |
13,349 |
57,34 |
547,84 |
|
0,56 |
0,55 |
0,903 |
24,471 |
15,572 |
70,69 |
675,38 |
|
0,63 |
0,45 |
1,053 |
28,553 |
18,170 |
86,26 |
824,16 |
|
0,7 |
0,33 |
1,186 |
32,139 |
20,452 |
104,43 |
997,76 |
|
0,77 |
0,20 |
1,092 |
29,604 |
18,839 |
124,88 |
1193,17 |
|
0,84 |
0,08 |
0,308 |
8,344 |
5,310 |
143,72 |
1373,16 |
|
0,91 |
0,05 |
-0,132 |
-3,567 |
-2,270 |
149,03 |
1423,89 |
|
0,98 |
0,07 |
0,070 |
1,901 |
1,210 |
146,76 |
1402,20 |
|
1,05 |
0,06 |
-0,035 |
-0,943 |
-0,600 |
147,97 |
1413,76 |
|
1,12 |
0,06 |
0,018 |
0,488 |
0,310 |
147,37 |
1408,03 |
|
1,19 |
0,06 |
-0,009 |
-0,247 |
-0,157 |
147,68 |
1410,99 |
|
1,26 |
0,06 |
0,005 |
0,127 |
0,081 |
147,53 |
1409,49 |
|
1,33 |
0,06 |
-0,002 |
-0,065 |
-0,041 |
147,61 |
1410,26 |
|
1,4 |
0,06 |
0,001 |
0,033 |
0,021 |
147,57 |
1409,87 |
|
1,47 |
0,06 |
-0,001 |
-0,017 |
-0,011 |
147,59 |
1410,07 |
|
1,54 |
0,06 |
0,000 |
0,009 |
0,005 |
147,58 |
1409,97 |
|
1,61 |
0,06 |
0,000 |
-0,004 |
-0,003 |
147,58 |
1410,02 |
|
1,68 |
0,06 |
0,000 |
0,002 |
0,001 |
147,58 |
1409,99 |
|
1,75 |
0,06 |
0,000 |
-0,001 |
-0,001 |
147,58 |
1410,00 |
|
1,82 |
0,06 |
0,000 |
0,001 |
0,000 |
147,58 |
1410,00 |
|
1,89 |
0,06 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
147,58 |
1410,00 |
Рисунок 8. График пуска АД с номинальным моментом сопротивления производственного механизма
3.2 Пуск АД на холостом ходу
В первом столбце, учитывая шаг , задаются значения времени t. В первой строке второго столбца задается начальное значение скольжения S=1, в последующих строках столбца расчет ведется по формуле (16). В столбце 3 ведется расчет значения динамического момента в относительных единицах (формула 9), при этом mc=0. В четвертом столбце рассчитывается значение динамического момента.
(19)
В столбце 5 ведется расчет приращения угловой скорости ( - формула(14). Расчеты щ (столбец 6) и n (столбец 7) ведутся так же как в предыдущем пункте.
Таблица 6
t,c |
S, о.е. |
mдин, о.е. |
Mдин, Нм |
dщ, рад/с^2 |
щ,рад/с |
n, об/мин |
|
0 |
1,00 |
1,330 |
36,039 |
16,381 |
0,00 |
0,00 |
|
0,05 |
0,90 |
1,437 |
38,954 |
17,706 |
16,38 |
156,51 |
|
0,1 |
0,78 |
1,570 |
42,566 |
19,348 |
34,09 |
325,68 |
|
0,15 |
0,66 |
1,738 |
47,097 |
21,408 |
53,44 |
510,53 |
|
0,2 |
0,52 |
1,944 |
52,682 |
23,946 |
74,84 |
715,06 |
|
0,25 |
0,37 |
2,155 |
58,413 |
26,551 |
98,79 |
943,85 |
|
0,3 |
0,20 |
2,084 |
56,483 |
25,674 |
125,34 |
1197,52 |
|
0,35 |
0,04 |
0,675 |
18,301 |
8,319 |
151,01 |
1442,82 |
|
0,4 |
-0,01 |
-0,296 |
-8,017 |
-3,644 |
159,33 |
1522,30 |
|
0,45 |
0,01 |
0,159 |
4,305 |
1,957 |
155,69 |
1487,48 |
|
0,5 |
-4,12E-03 |
-0,080 |
-2,178 |
-0,990 |
157,65 |
1506,17 |
|
0,55 |
2,19E-03 |
0,042 |
1,143 |
0,520 |
156,66 |
1496,72 |
|
0,6 |
-1,12E-03 |
-0,022 |
-0,590 |
-0,268 |
157,18 |
1501,68 |
|
0,65 |
5,86E-04 |
0,011 |
0,307 |
0,140 |
156,91 |
1499,12 |
|
0,7 |
-3,03E-04 |
-0,006 |
-0,159 |
-0,072 |
157,05 |
1500,45 |
|
0,75 |
1,58E-04 |
0,003 |
0,083 |
0,038 |
156,98 |
1499,76 |
|
0,8 |
-8,18E-05 |
-0,002 |
-0,043 |
-0,020 |
157,01 |
1500,12 |
|
0,85 |
4,25E-05 |
0,001 |
0,022 |
0,010 |
156,99 |
1499,94 |
|
0,9 |
-2,21E-05 |
0,000 |
-0,012 |
-0,005 |
157,00 |
1500,03 |
|
0,95 |
1,15E-05 |
0,000 |
0,006 |
0,003 |
157,00 |
1499,98 |
|
1 |
-5,95E-06 |
0,000 |
-0,003 |
-0,001 |
157,00 |
1500,01 |
|
1,05 |
3,09E-06 |
0,000 |
0,002 |
0,001 |
157,00 |
1500 |
|
1,1 |
-1,60E-06 |
0,000 |
-0,001 |
0,000 |
157,00 |
1500 |
Рисунок 9. График пуска АД на холостом ходу
Раздел 4. Расчет переходного процесса изменения тока ротора АД при пуске на холостом ходу и пуске с номинальным моментом сопротивления производственного механизма
4.1 Краткие теоретические сведения
Чтобы рассчитать переходный процесс изменения тока, используем упрощенную схему замещения АД (Рисунок).
Параметры схемы замещения:
R1, X1-активное и индуктивное сопротивление статора, Ом
R2, X2-приведенное активное и индуктивное сопротивление ротора, Ом
Хµ- индуктивное сопротивление контура намагничивания.
I1, I2, Iµ- ток статора, приведенный ток ротора, ток намагничивания, А
Uф -фазное напряжение, В
Если при расчётах пренебречь током намагничивания Iµ, то ток статора приближенно равен приведенному току ротора и соответственно рассчитывается по формуле:
Ток двигателя рассчитывается как функция скольжения. Чтобы построить график изменения тока в функции времени, нужно иметь зависимость скольжения от времени (табл.5).
4.2 Расчет параметров схемы замещения
Из каталога находим
- номинальное фазное напряжение статора Uф=220 В
- номинальное значение коэффициента мощности cosц=0.84
Номинальный фазный ток, А
(21)
Номинальный приведенный ток ротора, А
Ток намагничивания, А
где цн=arccosцн=0.57 рад , sinцн=0.54
Приведенное активное сопротивление ротора, Ом
Реактивная мощность в номинальном режиме, ВАр
(25)
Индуктивное сопротивление короткого замыкания, Ом
Активная сопротивление цепи статора, Ом
где
7.73 (28)
4.3 Расчет зависимости тока ротора от скольжения
Для того, чтобы произвести расчет зависимости тока статора от скольжения, необходимо преобразовать выражение
В первой строке первого столбца необходимо задать значения скольжения от S=1 до Sном с шагом 0,1. В столбце 2 рассчитываются значения сопротивления Z по формуле
Z=
В третьем столбце вычисляются значения тока ротора
.
В последнем столбце рассчитывается относительное значение тока ротора .
Таблица 7
S, о.е. |
Z, Ом |
I2,А |
I2/I1н, о.е. |
|
1 |
9,770095 |
0 |
0 |
|
1 |
9,770095 |
22,51769 |
0,884269811 |
|
0,9 |
9,790828 |
22,47001 |
0,882397279 |
|
0,8 |
9,816744 |
22,41069 |
0,880067738 |
|
0,7 |
9,850065 |
22,33488 |
0,877090625 |
|
0,6 |
9,894493 |
22,23459 |
0,873152334 |
|
0,5 |
9,956693 |
22,09569 |
0,867697771 |
|
0,4 |
10,04999 |
21,89057 |
0,85964252 |
|
0,3 |
10,20549 |
21,55703 |
0,846544397 |
|
0,2 |
10,51649 |
20,91954 |
0,821510174 |
|
0,1 |
11,44947 |
19,21486 |
0,754567404 |
|
0,06 |
12,69346 |
17,33176 |
0,680618273 |
Рисунок 10. Зависимость тока ротора * в относительных единицах от скольжения S
4.4 Расчет переходного процесса изменения тока ротора от времени при пуске с номинальным моментом сопротивления производственного механизма
Чтобы рассчитать переходный процесс изменения тока при пуске с номинальным моментом сопротивления, необходимо воспользоваться таблицей изменения скольжения, угловой скорости и частоты вращения в функции времени (таблица 5). Сопротивление Z рассчитывается по формуле (30). Значения тока ротора и относительного тока ротора вычисляются так же как в таблице 7.
Результаты расчетов данных для тока ротора приведены в таблице 8.
Таблица 8
t,c |
S, о.е. |
mдин, о.е. |
Mдин, Нм |
dщ, рад/с^2 |
щ,рад/с |
n, об/мин |
Z, Ом |
I2,А |
I2/I1н, о.е. |
|
0 |
1,00 |
0,330 |
8,935 |
5,686 |
0,00 |
0,00 |
4,41 |
0,00 |
0,00 |
|
0,07 |
0,96 |
0,365 |
9,903 |
6,302 |
5,69 |
54,32 |
4,42 |
49,78 |
1,95 |
|
0,14 |
0,92 |
0,407 |
11,030 |
7,019 |
11,99 |
114,53 |
4,43 |
49,70 |
1,95 |
|
0,21 |
0,88 |
0,456 |
12,354 |
7,862 |
19,01 |
181,60 |
4,44 |
49,60 |
1,95 |
|
0,28 |
0,83 |
0,514 |
13,928 |
8,863 |
26,87 |
256,71 |
4,45 |
49,48 |
1,94 |
|
0,35 |
0,77 |
0,584 |
15,823 |
10,069 |
35,73 |
341,39 |
4,46 |
49,33 |
1,94 |
|
0,42 |
0,71 |
0,669 |
18,133 |
11,539 |
45,80 |
437,59 |
4,48 |
49,13 |
1,93 |
|
0,49 |
0,63 |
0,774 |
20,977 |
13,349 |
57,34 |
547,84 |
4,50 |
48,85 |
1,92 |
|
0,56 |
0,55 |
0,903 |
24,471 |
15,572 |
70,69 |
675,38 |
4,54 |
48,44 |
1,90 |
|
0,63 |
0,45 |
1,053 |
28,553 |
18,170 |
86,26 |
824,16 |
4,60 |
47,78 |
1,88 |
|
0,7 |
0,33 |
1,186 |
32,139 |
20,452 |
104,43 |
997,76 |
4,73 |
46,56 |
1,83 |
|
0,77 |
0,20 |
1,092 |
29,604 |
18,839 |
124,88 |
1193,17 |
5,03 |
43,73 |
1,72 |
|
0,84 |
0,08 |
0,308 |
8,344 |
5,310 |
143,72 |
1373,16 |
6,19 |
35,53 |
1,40 |
|
0,91 |
0,05 |
-0,132 |
-3,567 |
-2,270 |
149,03 |
1423,89 |
7,56 |
29,09 |
1,14 |
|
0,98 |
0,07 |
0,070 |
1,901 |
1,210 |
146,76 |
1402,20 |
6,80 |
32,37 |
1,27 |
|
1,05 |
0,06 |
-0,035 |
-0,943 |
-0,600 |
147,97 |
1413,76 |
7,16 |
30,74 |
1,21 |
|
1,12 |
0,06 |
0,018 |
0,488 |
0,310 |
147,37 |
1408,03 |
6,97 |
31,58 |
1,24 |
|
1,19 |
0,06 |
-0,009 |
-0,247 |
-0,157 |
147,68 |
1410,99 |
7,06 |
31,16 |
1,22 |
|
1,26 |
0,06 |
0,005 |
0,127 |
0,081 |
147,53 |
1409,49 |
7,01 |
31,37 |
1,23 |
|
1,33 |
0,06 |
-0,002 |
-0,065 |
-0,041 |
147,61 |
1410,26 |
7,04 |
31,26 |
1,23 |
|
1,4 |
0,06 |
0,001 |
0,033 |
0,021 |
147,57 |
1409,87 |
7,02 |
31,32 |
1,23 |
|
1,47 |
0,06 |
-0,001 |
-0,017 |
-0,011 |
147,59 |
1410,07 |
7,03 |
31,29 |
1,23 |
|
1,54 |
0,06 |
0,000 |
0,009 |
0,005 |
147,58 |
1409,97 |
7,03 |
31,30 |
1,23 |
|
1,61 |
0,06 |
0,000 |
-0,004 |
-0,003 |
147,58 |
1410,02 |
7,03 |
31,30 |
1,23 |
|
1,68 |
0,06 |
0,000 |
0,002 |
0,001 |
147,58 |
1409,99 |
7,03 |
31,30 |
1,23 |
|
1,75 |
0,06 |
0,000 |
-0,001 |
-0,001 |
147,58 |
1410,00 |
7,03 |
31,30 |
1,23 |
|
1,82 |
0,06 |
0,000 |
0,001 |
0,000 |
147,58 |
1410,00 |
7,03 |
31,30 |
1,23 |
|
1,89 |
0,06 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
147,58 |
1410,00 |
7,03 |
31,30 |
1,23 |
Рисунок 11. График тока ротора *(t) при пуске с номинальным моментом сопротивления в относительных единицах
Рисунок 12. Графики тока ротора (синяя кривая) и частоты вращения щ (красная кривая) в функции времени при пуске асинхронного двигателя с номинальным моментом сопротивления.
4.5 Расчет переходного процесса изменения тока ротора от времени при пуске на холостом ходу
Для расчета переходного процесса изменения тока при пуске на холостом ходу, необходимо воспользоваться таблицей изменения скольжения, угловой скорости и частоты вращения в функции времени (таблица 6). Сопротивление Z рассчитывается по формуле (30). Значения тока ротора и относительного тока ротора вычисляются так же как в таблице 7.
t,c |
S, о.е. |
mдин, о.е. |
Mдин, Нм |
dщ, рад/с^2 |
щ,рад/с |
n, об/мин |
Z, Ом |
I2,А |
I2/I1н, о.е. |
|
0 |
1,00 |
1,330 |
36,039 |
16,381 |
0,00 |
0,00 |
4,41 |
0 |
0 |
|
0,05 |
0,90 |
1,437 |
38,954 |
17,706 |
16,38 |
156,51 |
4,43 |
49,6397 |
1,9493 |
|
0,1 |
0,78 |
1,570 |
42,566 |
19,348 |
34,09 |
325,68 |
4,46 |
49,3619 |
1,9384 |
|
0,15 |
0,66 |
1,738 |
47,097 |
21,408 |
53,44 |
510,53 |
4,49 |
48,9542 |
1,9224 |
|
0,2 |
0,52 |
1,944 |
52,682 |
23,946 |
74,84 |
715,06 |
4,56 |
48,2909 |
1,8964 |
|
0,25 |
0,37 |
2,155 |
58,413 |
26,551 |
98,79 |
943,85 |
4,68 |
47,0125 |
1,8462 |
|
0,3 |
0,20 |
2,084 |
56,483 |
25,674 |
125,34 |
1197,52 |
5,04 |
43,6258 |
1,7132 |
|
0,35 |
0,04 |
0,675 |
18,301 |
8,319 |
151,01 |
1442,82 |
8,72 |
25,2224 |
0,9905 |
|
0,4 |
-0,01 |
-0,296 |
-8,017 |
-3,644 |
159,33 |
1522,30 |
9,41 |
23,3677 |
0,9177 |
|
0,45 |
0,01 |
0,159 |
4,305 |
1,957 |
155,69 |
1487,48 |
25,94 |
8,4813 |
0,3331 |
|
0,5 |
-4,12E-03 |
-0,080 |
-2,178 |
-0,990 |
157,65 |
1506,17 |
41,93 |
5,2465 |
0,2060 |
|
0,55 |
2,19E-03 |
0,042 |
1,143 |
0,520 |
156,66 |
1496,72 |
88,78 |
2,4779 |
0,0973 |
|
0,6 |
-1,12E-03 |
-0,022 |
-0,590 |
-0,268 |
157,18 |
1501,68 |
162,94 |
1,3502 |
0,0530 |
|
0,65 |
5,86E-04 |
0,011 |
0,307 |
0,140 |
156,91 |
1499,12 |
321,86 |
0,6835 |
0,0268 |
|
0,7 |
-3,03E-04 |
-0,006 |
-0,159 |
-0,072 |
157,05 |
1500,45 |
611,84 |
0,3596 |
0,0141 |
|
0,75 |
1,58E-04 |
0,003 |
0,083 |
0,038 |
156,98 |
1499,76 |
1186,42 |
0,1854 |
0,0073 |
|
0,8 |
-8,18E-05 |
-0,002 |
-0,043 |
-0,020 |
157,01 |
1500,12 |
2276,93 |
0,0966 |
0,0038 |
|
0,85 |
4,25E-05 |
0,001 |
0,022 |
0,010 |
156,99 |
1499,94 |
4393,30 |
0,0501 |
0,0020 |
|
0,9 |
-2,21E-05 |
0,000 |
-0,012 |
-0,005 |
157,00 |
1500,03 |
8453,21 |
0,0260 |
0,0010 |
|
0,95 |
1,15E-05 |
0,000 |
0,006 |
0,003 |
157,00 |
1499,98 |
16288,49 |
0,0135 |
0,0005 |
|
1 |
-5,95E-06 |
0,000 |
-0,003 |
-0,001 |
157,00 |
1500,01 |
31362,72 |
0,0070 |
0,0003 |
|
1,05 |
3,09E-06 |
0,000 |
0,002 |
0,001 |
157,00 |
1500,00 |
60410,99 |
0,0036 |
0,0001 |
|
1,1 |
-1,60E-06 |
0,000 |
-0,001 |
0,000 |
157,00 |
1500,00 |
116340,34 |
0,0019 |
7,426E-05 |
Рисунок 11. График тока ротора *(t) при пуске на холостом ходу в относительных единицах
Рисунок 12. Графики тока ротора (синяя кривая) и частоты вращения щ (красная кривая) в функции времени при пуске асинхронного двигателя на холостом ходу.
5. Разработка электрической схемы управления АД и описание ее работы
Рисунок 12. Схема управления реверсивным двигателем с помощью двух магнитных пускателей
В состав схемы входит:
КМ1, КМ2 - контакторы
SB1, SB2, SB3- кнопки «Пуск», «Стоп»
Описание работы:
Если нажать на кнопку SB2 «Пуск», то катушка пускателя оказывается включенной между фазой С и нулем (N), вследствие чего попадает под напряжение 220 В. Подвижная часть пускателя притягивается к неподвижной, при этом замыкаются его контакты. Силовые контакты пускателя подают напряжение на двигатель, а блокировочный замыкается параллельно кнопке «Пуск». Благодаря этому при отпускании кнопки катушка пускателя не теряет питание, т.к. ток в этом случае идет через блокировочный контакт.
Если бы блокировочного контактна не было, либо он бы не был подключен параллельно, то при отпускании кнопки «Пуск» катушка теряет питание и силовые контакты пускателя размыкаются в цепи двигателя, после чего он отключается. Этот режим работы называется «толчковым».
Чтобы остановить работающий двигатель после запуска в схеме с блокировочным контактом, необходимо нажать кнопку SB1 «Стоп». После нажатия кнопки, создается разрыв в цепи, магнитный пускатель теряет питание и своими силовыми контактами отключает двигатель от питающей сети. Так же, если исчезнет напряжение по какой-либо причине, то магнитный пускатель отключает двигатель, т.к. создается разрыв цепи. После остановки двигателя повторный его запуск при наличии напряжение возможен только при нажатии на кнопку SB2 «Пуск». Таким образом, магнитный пускатель обеспечивает «нулевую защиту». Изменение направления вращения (реверс) двигателя происходит при изменении порядка чередования фаз на его статоре. Если включать пускатель KM1, то на двигатель приходят фазы - A, B, C, а если включить пускатель KM2, то порядок фаз меняется на C, B, A. Включение двигателя на вращение в одну сторону осуществляется кнопкой SB2 и электромагнитным пускателем KM1, если же необходимо сменить направление вращения, то сперва нужно нажать на кнопку SB1 «Стоп», двигатель остановится, после чего нажатием на кнопку SB3 запустить двигатель в другом направлении вращения. В этой схеме для смены направления вращения ротора необходимо промежуточное нажатие на кнопку «Стоп». В цепях каждого из пускателей необходимо использование нормально-закрытых (размыкающих) контактов для обеспечения защиты от одновременного нажатия двух кнопок «Пуск» SB2 - SB3. Эти контакты не дают пускателям включиться одновременно, так как какой-то из пускателей, при нажатии на обе кнопки «Пуск», включиться на секунду раньше и тем самым его контакт в цепи другого пускателя разомкнется.
Заключение
Исследовав механические характеристики и переходные процессы изменения скорости и тока АД при пуске в разных режимах, можно сделать вывод, что двигатель при пуске на холостом ходу разгоняется быстрее, нежели при пуске с номинальным моментом сопротивления. Из диаграммы пуска заметно, что пусковые токи АД превышают номинальное значение, поэтому, если затянуть время пуска, может произойти перегрев двигателя. Так же можно отметить, что при отсутствии момента сопротивления ток ротора устанавливается практически на нулевом значении. Это достигается только при идеальном холостом ходе, т.е. когда момент сопротивления равен нулю.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет параметров схемы замещения асинхронного двигателя; мощности, потребляемой из сети. Построение механической и энергомеханической характеристик при номинальных напряжении и частоте. Графики переходных процессов при пуске асинхронного двигателя.
курсовая работа [997,1 K], добавлен 08.01.2014Предварительный выбор мощности асинхронного двигателя. Приведение статических моментов и моментов инерции к валу двигателя. Построение механических характеристик электродвигателя. Расчет сопротивлений и переходных процессов двигателя постоянного тока.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 14.12.2011Расчёт параметров электрической схемы замещения для трехфазного энергосберегающего асинхронного двигателя, моделирование его работы в программе Multisim. Построение графиков, отображающих зависимость различных механических характеристик двигателя.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 19.09.2013Паспортные данные асинхронного двигателя. Моделирование схемы в пакете SkyLab. Переходные процессы фазного тока и угловой скорости при пуске двигателя. Переходные процессы электромагнитного момента и угловой скорости. Динамическая пусковая характеристика.
лабораторная работа [270,3 K], добавлен 18.06.2015Главные параметры асинхронного двигателя с фазным ротором, технические характеристики. Расчет коэффициента трансформации ЭДС, тока и напряжения. Экспериментальное определение параметров схемы замещения. Опыт короткого замыкания и работы на холостом ходу.
лабораторная работа [109,0 K], добавлен 18.06.2015Параметры обмотки асинхронного двигателя. Построение двухслойной статорной обмотки с оптимально укороченным шагом. Построение рабочих характеристик. Механические характеристики асинхронного двигателя при неноминальных параметрах электрической сети.
курсовая работа [856,8 K], добавлен 14.12.2013Расчет исходных данных двигателя. Расчет и построение естественных механических характеристик асинхронного двигателя по формулам Клосса и Клосса-Чекунова. Искусственные характеристики двигателя при понижении напряжения и частоты тока питающей сети.
курсовая работа [264,0 K], добавлен 30.04.2014Механическая характеристика асинхронного двигателя с массивным ротором. Параметрическая модель асинхронного двигателя с массивным ротором в установившихся и переходных режимах. Влияние насыщения и поверхностного эффекта на магнитное сопротивление ротора.
реферат [272,4 K], добавлен 19.02.2014Определение тока холостого хода, сопротивлений статора и ротора асинхронного двигателя. Расчет и построение механических и электромеханических характеристик электропривода, обеспечивающего законы регулирования частоты и напряжения обмотки статора.
контрольная работа [263,5 K], добавлен 14.04.2015Асинхронный двигатель как основной преобразователь электрической энергии в механическую и основа электропривода. Анализ конструкции электродвигателя. Расчет параметров магнитного потока, сопротивления обмоток. Круговая диаграмма и рабочие характеристики.
курсовая работа [275,8 K], добавлен 06.09.2012Конструкция асинхронного электродвигателя. Асинхронные и синхронные машины. Простые модели асинхронного электропривода. Принцип получения движущегося магнитного поля. Схемы включения, характеристики и режимы работы трехфазного асинхронного двигателя.
презентация [3,0 M], добавлен 02.07.2019Обоснованный выбор типов и вариантов асинхронного двигателя. Пусковой момент механизма, определение установившейся скорости. Расчёт номинальных параметров и рабочего режима асинхронного двигателя. Параметры асинхронного двигателя пяти исполнений.
реферат [165,2 K], добавлен 20.01.2011Построения развернутой и радиальной схем обмоток статора, определение вектора тока короткого замыкания. Построение круговой диаграммы асинхронного двигателя. Аналитический расчет по схеме замещения. Построение рабочих характеристик асинхронного двигателя.
контрольная работа [921,2 K], добавлен 20.05.2014Изучение процесса пуска электрической машины постоянного тока при различных режимах работы и схемах включения обмотки возбуждения и добавочных реостатов в цепи. Исследование пусковых характеристик двигателя. Осциллограммы для схемы и электродвигателя.
лабораторная работа [1,6 M], добавлен 01.12.2011Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Механическая характеристика асинхронного двигателя. определение способа соединения фаз электродвигателя. Выбор пускового аппарата, защитного аппарата, аппарата управления. Повышение коэффициента мощности.
контрольная работа [88,7 K], добавлен 28.07.2008Последовательность выбора и проверка главных размеров асинхронного двигателя. Выбор конструктивного исполнения обмотки статора. Расчёт зубцовой зоны, воздушного зазора, ротора и магнитной цепи, потерь и рабочих характеристик. Параметры рабочего режима.
курсовая работа [548,6 K], добавлен 18.01.2016Характеристика технических показателей модели кинетического накопителя энергии, обоснование технологии и разработка расчетного проекта асинхронного тороидального двигателя. Технический расчет и разработка схемы стенда торцевого асинхронного двигателя.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 22.09.2011Асинхронный двигатель: строение и разновидности. Вращающееся магнитное поле. Принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Регулирование частоты вращения путем вращения и скольжения. Тормозные режимы работы асинхронного двигателя.
презентация [352,5 K], добавлен 19.10.2014Основные особенности лабораторной установки для испытания асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в трехфазном, однофазном и конденсаторном режимах. Общая характеристика принципов действия однофазного и конденсаторного асинхронных двигателей.
лабораторная работа [381,6 K], добавлен 18.04.2013Работа электрической схемы управления автоматическим пуском электродвигателя постоянного тока в соответствии с заданным вариантом. Пусковая диаграмма в виде механических характеристик. Схема управления пуском электродвигателя и описание работы схемы.
контрольная работа [90,7 K], добавлен 11.02.2009