Контрольна робота
"Трифазний асинхронний двигун"
Введення
асинхронних машин є електромеханічний перетворювач, вякому виникнення моменту на валу ротора можливо лише при різних швидкостяхобертання магнітного поля і ротора.
Асинхроннімашини найбільшого поширення набули як двигуни. Це основнийдвигун, застосовуваний у промисловості, сільському господарстві і в побуті. Тількиасинхронних двигунів єдиних серій потужністю від 0,6 до 400 кВт в нашій країніщорічно випускається близько 10 млн. асинхронних мікродвигунів потужністю від 0,6кВт виготовляється кілька десятків мільйонів в рік.
Електротехнічнапромисловість випускає асинхронні двигуни у великому діапазоні потужностей.Гранична потужність асинхронних двигунів - кілька десятків мегават. Віндикаторних системах застосовуються асинхронні двигуни потужністю від частоквата до сотень ватів. Частота обертання двигунів загального призначення - від 3000 до500 об/хв.
У генераторномурежимі асинхронні машини застосовуються рідко. Для створення поля в зазоріасинхронної машини необхідна реактивна потужність, яка забирається з мережіабо від інших джерел реактивної потужності. Асинхронні двигуни не можутьпрацювати з cosц = 1. Це істотний недолік асинхронних машин, що обмежуєїх застосування в генераторному режимі.
Приелектромеханічному перетворенні енергії в асинхронних машинах, як і вінших машинах, відбувається перетворення енергії а тепло. Електричні втратив роторі асинхронної машини пропорційні ковзанню. Щоб більша частинаелектричної енергії перетворювалася в механічну, асинхронні машинивикористовуються в електроприводах, де допустимо невелике ковзання (s == 1-4%). При глибокомуковзанні (s = 10-50%)асинхронні машини використовуються рідко, так як в цей випадку велика частинапотужності, що забирається з мережі, перетвориться в тепло, що призводить до низького ККДі збільшення габаритів асинхронної машини за труднощів, пов'язаних з відведеннямтепла від активних частин машини.
Наявність вроторі втрат, пропорційно залежать від ковзання, - одна зособливостей асинхронних машин, що обумовлюють їх відмінність від інших типівелектричних машин.
Якщо обмоткиротора являють собою замкнуті контури, то при ковзанні s = 1 вся потужність,надходить на ротор, перетворюється в тепло. При ковзанні s = 0 потужність на ротор ненадходить. При ковзаннях, відмінних від 0 і 1, електромагнітна потужністьперетвориться в руховому режимі в механічну потужність і в тепло, а вгенераторному режимі - в електричну і в тепло.
Вконструктивному виконанні асинхронні двигуни - найбільш прості, вонинабули найбільшого поширення.
1. Розрахунокхарактеристик трифазних асинхронних двигунів
1.Розрахуватиробочі характеристики і побудувати залежності частоти обертання n, обертаючого моменту М 2 ,струму обмотки статора I 1 , споживаної потужності P 1 і коефіцієнта потужності cos ц 1 в функціїкорисної потужності Р 2 .
2.Визначитизначення критичного ковзання S до , максимального М max і пускового М п моментів двигуна та їх відносних значень М * max і M * п .
3.Розрахуватиі побудувати механічну характеристику двигуна М (S) для різних величинковзання S.Ковзання рекомендується представляти у відсотках (частках одиниці значень: S = S % /100). Величину С 1 прийняти рівною З 1 = 1 + X 1 /X м .
Розрахунокслід виконати для значень ковзання S = (0,0025; 0,005; 0,01;0,02; 0,025; 0,03; 0,2; 0,3).
4.Длякожної величини ковзання потрібно визначити:
- активніI хха , реактивні I ххр , діючі I ххд , величини струму холостогоходу, струму статора I 1а , I 1р , I 1д , струму ротора I 2а , I 2р , I 2д
- потужності:споживану P 1 , перетворену P пр і корисну P 2
- коефіцієнтпотужності cos ц 1 ; к.к.д. з;
- кутовушвидкість nі момент навантаження М 2 .
Вихіднідані:
Номінальнапотужність на валу Р 2Н , кВт 30
Номінальнелінійна напруга U 1Н , У 660
Синхроннакутова швидкість n 1 , об/хв 750
Коефіцієнткорисної дії з Н 90,5
Коефіцієнтпотужності cos ц 1 0,81
Активнеопір ланцюга намагнічування r * М 0,18
Індуктивнеопір ланцюга намагнічування х * М 2,15
Активнеопір обмотки статора r * 1 0,030
Наведенеактивний опір обмотки ротора r 2 * 0,022
Індуктивнеопір обмотки статора х * 1 0,073
Наведенеіндуктивний опір обмотки ротора х 2 * 0,17
Механічнівтрати Р хутро , кВт 0,37
2. Розрахунок робочиххарактеристик
Для розрахунку використовуємо Г-подібну схему заміщенняасинхронного двигуна з винесеним намагнічується контуром. При цьомувизначимо поправочний коефіцієнт для заданої схеми:
Малюнок 1.Схема заміщення асинхронної машини в Г-образній формі
Для схеми з'єднання обмоток В«зіркоюВ»визначаємо номінальні фазні напруги і фазні (які є також ілінійними) струми.
фазнийнапруга:
Наведенапотужність:
Додатковівтрати визначаємо за формулою:
Фазний струмобмоток статора:
Заданівідносні опору переводимо в омические.
Коефіцієнтперекладу електричних параметрів з відносних одиниць в іменовані:
Знайдемознайдене опір в іменованих одиницях. Визначимо активнуопір ланцюга намагнічування втрати в сталі:
Індуктивнеопір взаємоіндукції наведеної первинної та вторинної ланцюга:
Активний опір обмотки статора в іменованиходиницях:
Індуктивний опір обмотки статора в іменованиходиницях:
Активне приведений опір обмотки ротора віменованих одиницях:
Визначимо індуктивний приведений опір обмоткиротора:
Визначаємоструми холостого ходу ротора і статора.
Повний активний опір робочого контуру:
Визначимо повне індуктивний опір робочогоконтуру:
Таким чином повне еквівалентний опір контурунамагнічування визначаємо за формулою:
Визначимо
Визначимо
Визначимо діюче значення струму холостого ходу статора:
Визначимо активну складову струму холостого ходу:
Визначимо реактивну складову струму холостого ходу:
Для заданої схеми визначимо поправочний коефіцієнт:
Для різнихзначень Sрозраховуємо:
1.Струми статора I 1a ,I 1p , I 1
2.Струми ротора I 2a ,I 2p , I 2
3.Коефіцієнтпотужності cosj
4.Споживанупотужність Р 1
5.Кориснупотужність Р 2
6.Перетворенупотужність Р пр
7.Коефіцієнткорисної дії h
8.Кутовушвидкість n
9.Моментнавантаження на валу двигуна М 2
Визначимо наведене активний опір обмоткистатора за формулою:
Визначимо еквівалентне активний опір робочогоконтуру:
Наведене індуктивний опір робочого контуру:
Повний приведений опір робочого контуру:
Визначимокоефіцієнт потужності при S = ​​0,0025
Чинне значення струму ротора:
Активна складова струму ротора
Визначимо реактивну ск...
