Построение схемы замещения асинхронного двигателя

Министерство науки и образования РФ.

Новосибирский государственный технический университет

Расчетно-графическая работа по курсу:

Режимы основного оборудования

Факультет: Энергетики

Группа: Эн1-41

Студент: Новиков Р.А.

Преподаватель: Ветров В.И.

Отметка о защите:

Новосибирск  2008 г.

Исходные данные.

Номинальные параметры ДАЗО4-560У-4У1 [стр. 183, табл. 4.5].

Номинальное напряжение:                                             U_ном = 6 кВ

Номинальная мощность:                                                 P_ном = 2000 кВт

Номинальная скорость:                                                   n_ном = 1488 об/мин

Синхронная скорость:                                                     n_с = 1500 об/мин

Номинальное скольжение:                                              s_ном = 0.8 %

КПД:                                                                                  %

Коэффициент мощности:                                               

Кратность максимального момента:                             

Кратность пускового момента:                                      

Кратность пускового тока:                                              к_п = 7

Номинальный ток:                                                           I_ном = 227.806 А.

Начнём решение с построения схемы замещения асинхронного двигателя.

Рисунок 1. Схема замещения асинхронного двигателя

Находим значение тока статора на основе векторной диаграммы (номинальный режим):

                              (1)

Без учета активных потери в стали угол , тогда (1) примет вид:

                                                                       (2)

Реактивная и активная составляющая тока статора:

                                                                                 (3)

                                                                                          (4)

Для выражения  и  через кратность максимального момента воспользуемся следующим равенством:

                                                                                                                               (5)

Определим электромагнитную мощность, передаваемую от статора к ротору:

                                                                                 (6)

Возьмём первую производную от по s и приравняем её к нулю, получаем уравнение  относительно скольжения. Решая это уравнение, находим скольжение, при котором  имеет максимальное значение ().

                                                                                         (7)

В номинальном режиме по (5) с учётом (7) получим:

                                                                                                           (8)

По формуле Клосса:

                                                                                                                               (9)

где

Момент M_*ном в номинальном режиме равен единице.

В номинальном режиме:

                                                                                                                                                       (10)

(10) решаем относительно :

                                                                                                                 (11)

Уравнение (11) подставляем в (8):

                                                                     (12)

                                      (13)

                                                             (14)

Подставляя (13) и (14) в (3) и (4) получим:

                                                (15)

                                                                         (16)

Решаем эти уравнения относительно  и :

 А                   (17)

 А               (18)

В относительных величинах:

                                                         (19)

                                                         (20)

Определим полное сопротивление схемы замещения асинхронного двигателя при скольжении, равном 1.

Номинальный ток двигателя:

Полное сопротивление определим по кратности пускового тока:

                                                                                     (21)

В относительных величинах:

                                                                                                                                        (22)

Определим приведенное активное сопротивление ротора.

Электромагнитная мощность, передаваемая от статора ротору в номинальном режиме, выражается через номинальную мощность на валу, заданную в каталоге, следующим образом:

                                                                                                                        (23)

В начальный момент пуска мощность определится по (6) при s=1 и =:

                                                                                                                           (24)

Пусковой момент определится как соотношение:

                                                                            (25)

Приблизительно принимаем (без учета тока намагничивания):

 ,                                                                                                                               (26)

Тогда приведенное активное сопротивление ротора равно:

                                                                  (27)

Примем величину механических потерь мощности, равную , тогда:

Ом                       (28)

Определим относительное номинальное значение приведенного активного сопротивления ротора.

Полное номинальное сопротивление и номинальная мощность соответственно равны:

                                                                                                                             (29)

                                                                                                    (30)

Подставив (30) в (28) и разделив на (29), получим относительное номинальное значение приведенного активного сопротивления ротора:

                                                                           (31)

Определим активное сопротивление ротора:

                                                                                                                                  (32)

определим из (6) с учётом (7):

                                                                                                                                  (33)

Разделив (33) на (23):

                                                                                                         (34)

Выразив из (7)  и подставив в (34), получим:

                                                                  (35)

Из (35), заменяя , выразим активное сопротивление статора:

Ом                       (36)

Делим (36) на (29) с учетом (30) и (11) получаем активное сопротивление статора, выраженное в относительных номинальных единицах:

=

                                                                      (37)

Индуктивное сопротивление:

 Ом                                 (38)

                                      (39)

Ом

Сведем результаты расчета в таблицы

Таблица 1 – Параметры схемы замещения

им.е.	2.172 Ом	0.13 Ом	0.294 Ом	2.13 Ом	1.065 Ом
о.е.	0.143	0.0082	0.0201	0.14	0.07

Таблица 2  – Значения токов

Падение напряжения в о.е. на участках схемы замещения:

Построение векторной и круговой диаграмм:

Оценим погрешность графического метода определения критического скольжения:

Из диаграммы получили:  

Погрешность равна:

      %      

Список используемой литературы

1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П.

    Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и         

    дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. –  4-е изд., перераб. и доп. –   

    М.:Энергоатомиздат,1989. -608с.

2. Ветров В.И. Режимы основного оборудования электрических станций: Учеб. пособие /НГТУ.-

    Новосибирск, 1993.- 123с.