Расчет режима работы механизма собственных нужд

Страницы работы

9 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра электрических станций

Расчётно-графическая работа

Расчет режима работы механизма собственных нужд

Факультет: ФЭН

Группа: ЭН1-61

Студент: Злодеев В.В.

Преподаватель: Ветров В.И.

Новосибирск 2010

Содержание.

1.  Задание………….…………………………………….... 3

2.  Исходные данные………………………………………3

3.  Построение моментных характеристик двигателя….. 3

4.  Построение моментной характеристики механизма…4

5.  Расчёт выбега двигателя с механизмом……………….5

6.  Расчёт самозапуска электродвигателей……………….5

7.  Расчёт времени самозапуска электродвигателей……..7

8.  Расчёт нагрева обмоток двигателя при самозапуске…9

1.  Задание

Определить время самозапуска механизма:

1.  Построить моментную характеристику по католожным данным (M=f(s)).

2.  Построить моментную характеристику ведущего механизма заданного типа.

3.  Провести расчёт выбега двигателя с механизмом.

4.  Провести расчёт самозапуска двигателя собственных нужд.

5.  Определение времени самозапуска двигателя.

2.  Исходные данные:

Тип собственных нужд: питательный электронасос

Тип двигателя:                              4АЗМ-8000/6000УХЛ4

Номинальное напряжение:          Uном=6кВ

Номинальная мощность:              Pном=8000кВт

КПД:                                               ηном=97.6%

Синхронная скорость:                  nсинхр=3000об/мин

Номинальное скольжение:          sном=0,005

Номинальный косинус φ:            cos(φ ном)=0,9

Максимальный момент:              Ммакс=2,3

Пусковой момент:                        Мпуск=0,95

Пусковой ток:                               Iпуск=6

Момент инерции двигателя:      Jдв=148 кг·м2

Допустимый момент

инерции механизма:                    Jмех=400 кг·м2

Коэффициент загрузки:               Кз=1

Показатель степени,

характеризующий тип

механизма:                                     р=3

время перерыва питания

секции:                                            t=3с

3.  Построение моментной характеристики заданного двигателя

                                                                      (1)

- критическое скольжение при М= Ммакс

Мвр=1.1· Мпуск                                                                                     (2)

Мвр=1.1 ·0.95=1.045

Мвр- вращающий момент при s=0.5

4.  Построение моментной характеристики механизма заданного типа

Мс= Кз·(1-s)p                                                                                           (3)

Мс- момент сопротивления

Таблица 1

s

1

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0.08

0.06

0.03

0.022

0.005

0

Мвр

0.95

1.045

1.1

1.21

1.35

1.66

1.84

2

2.2

2.3

1

0

Мс

0

0.125

0.216

0.343

0.512

0.729

0.779

0.831

0.913

0.94

0.99

1

Рисунок 1 Зависмости момента вращения и момента сопротивления от скольжения

5.  Расчёт выбега двигателя с механизмом

Выбег – зависимость числа оборотов от времени при перерыве питания

                                                                            (4)

J=Jдв+Jмех                                                                                                  (5)

J=148+400=548 кг·м2

                                                                                            (6)

       

- механическая постоянная агрегата

Принимаем t в интервале от 0 до 6 с.

Рисунок 2 Характеристика выбега механизма

6.  Расчёт самозапуска электродвигателей.

Определение напряжения на шинах при самозапуске определяется по суммарной пусковой мощности (SпускΣ)

                                                                                       (7)

Тип трансформатора СН:                     ТРДНС-25000/35

Номинаоьная мощность

трансформатора:                                   Sном.т=25 МВА

напряжение короткого замыкания:    Uк=10.5%

Индуктивное сопротивление

 трансформатора:                                   xт=0.105

Sнагр=0.9·0.5Sном.т                                                                                      (8)

Sнагр=0.9·0.5·25=11.25 МВА

Напряжение питающей сети, приведённое к Uном, обычно принимается Uнс=1.05. Принимаем, что средний пусковой ток всех самозапускающихся двигателей равен пусковому току ведущего двигателя, тогда:

SпускΣ= Sнагр Iпуск                                                                                            (9)

SпускΣ=11.25·6=67.5 МВА

  при этом s=1

Принимаем для практических расчётов, что при достижении sкр, пусковой ток уменьшается в  раз.

 при s= sкр

Зная напряжение самозапуска в начале моментной характеристики (при s=1) и при критическом скольжении, можно построить моментную характеристику двигателя с учётом изменения напряжения используя формулу:

МUсзапUн·(Uсзап)2                                                                                    (10)

МUсзаппуск·(Uсзап)2      МUсзап=0.95·0.8182=0.636    s=1

МU’сзапмакс·(U’сзап)2    МU’сзап=2.3·0.8752=1.76       s= sкр

По заданному времени перерыва питания из кривой выбега определяем скольжение ведущего двигателя в начале самозапуска. И рассчитываем напряжение, которое будет на шинах:

,                                                                                           (11)

где МSсзапвр с учётом понижения напряжения в начале самозапуска,

       МUн.сзапвр при номинальном напряжении

Таблица 2

s

1

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0.08

0.06

0.03

0.022

0.005

Mc

0

0.125

0.216

0.343

0.512

0.729

0.779

0.831

0.913

0.94

0.99

Mвр

0.95

1.045

1.1

1.21

1.35

1.66

1.84

2

2.2

2.3

1

Mвр2

0.636

0.75

0.84

0.94

1.12

1.41

1.47

1.57

1.73

1.76

0.99

Рисунок 3 Моментные характеристики двигателя без и с учётом изменения напряжения

По кривой выбега определяем Scзап, при времени перерыва питания t=5 с.

scзап=0.245

Находим моменты МSсзап и МUн.сзап по графикам при s= scзап

МSсзап=1.15

МUн.сзап=1.34

Тогда:

Так как напряжение самозапуска получилось выше, чем 0.6, то разворот двигателей обеспечен.

7.  Расчёт времени самозапуска электродвигателей.

Для этого построим зависимость динамического момента двигателя от скольжения

Мдинвр2с    

                                                                                        (12)

Таблица 3

Мвр2

0.64

0.75

0.84

0.94

1.12

1.41

1.47

1.64

1.73

1.76

0.9

Мс

0

0.125

0.216

0.343

0.512

0.729

0.779

0.831

0.913

0.94

0.985

Мдин

0.64

0.625

0.624

0.597

0.608

0.681

0.691

0.809

0.817

0.82

-0.085

Кривую динамического момента разбиваем на интервалы ΔS, начиная с величины скольжения соответствующего началу самозапуска до номинального скольжения. Полагая, что динамический момент остаётся неизменным на интервале разбиения ΔS, определяем время самозапуска по формуле:

                                                                                         (13)

Рисунок 4 Зависимость динамического момента двигателя от скольжения

Разобьём на 6 интервалов по ΔS=0.04 от 0.005 до 0.245

ΔМдин1=-0.085/2=-0.43

ΔМдин2=-0.085+0.83/2=-0.373

ΔМдин3=-0.83+0.69/2=-0.76

ΔМдин4=-0.69+0.66/2=-0.675

ΔМдин5=-0.66+0.63/2=-0.645

ΔМдин6=-0.63+0.6/2=-0.615

ΔМдин7=-0.6+0.6/2=-0.6

с.      

В результате расчёта определено, что самозапуск в момент включения после 5 секундной паузы возможен, так как момент вращения превышает тормозной момент, а напряжение на шинах не опускается ниже 0.6.

8.  Расчёт нагрева обмоток двигателя при самозапуске.

Температуру перегрева обмоток статора можно определить по формуле:

                                                                                    (14)

где Iпсз=IпускUсз – кратность пускового тока при напряжении начала самозапуска; jH – номинальная плотность тока в обмотках статора (принимается 5-6 А/мм2).

0С

Iпсз=6·0.926=5.558

                                                                                          (15)

0С 

0С

Температура перегрева стержней ротора

                                                                                   (16)

где Мдин.ср- среднее значение динамического момента при самозапуске;

G0- масса стержней ротора (на единицу мощности)

G0=0.08кГ/кВт; kp=0.75

0С

                                                                                                   (17)

0С

Условия по нагреву обмоток (15) и (17) выполняются.

Похожие материалы

Информация о работе