Построение естественной и искусственной механических характеристик для асинхронного двигателя

Задача №1

Дано:

Построить естественную и искусственную механические характеристики ω = f(M) для асинхронного двигателя, имеющего данные: Р_н = 11 кВт, I_н = 41 А, Е_2н = 179 В, ω_н = 95,3 рад/с, М_кр/М_н = 2,5. Добавочное сопротивление в цепи ротора для получения искусственной характеристики R_д = 0,1 Ом.

Решение:

Определяем номинальный момент:

115,42 Н/м;

Определяем критический момент:

288,56 Н/м;

Определяем скорость холостого хода:

104,72 рад/с;

где      f - частота питающей сети, Гц;

р - число пар полюсов;

Определяем номинальное скольжение:

0,09;

Определяем критическое скольжение:

0,43

где      λ- перегрузочная способность асинхронного двигателя.

Изменяя значение скольжений s от 1 до 0, по формуле  рассчитывают значения момента, а по формуле w = w_о(1 - s) рассчитывают значения угловой скорости w и заполняем таблицу:

s	1,00	0,90	0,80	0,70	0,60	0,50	0,40	0,30	0,20	0,10	0
M	209	224,82	240	257	273	285,41	287	270	220	127	0
ω	0,00	10,47	20,9	31,4	41,89	52,36	62,8	73,3	83,7	94,2	104,7
sи	1,44	0,12	0,10	0,09	0,08	0,06	0,05	0,04	0,03	0,01	0
Ми	158	145,56	131	116	100	84,87	68,4	51,6	34,5	17,3	0

Задача №2

Дано:

Определить число пусковых ступеней- m  и величину сопротивления каж­дой ступени, двигателя постоянного тока последовательного возбуждения  при условии, что I₁* = 2, I₂* = 1,35. Данные двигателя: Р_н = 16 кВт, U_н = 220В, η_н= 0,81,I_Н = 89 А, ω_н = 68 рад/с.

Данные универсальной характеристики:

Решение:

Количество ступеней пускового реостата не задано, но исходя из мощности заданного двигателя, предполагаем, что m=2.

Определяем внутреннее сопротивление двигателя:

0,35 Ом;

Определяем общее сопротивление пускового реостата:

0,88 Ом;

при = 0 – скорость в момент пуска.

Определяем значение искусственной скорости при пусковом токе:

28,38 рад/с;

где      47,6 рад/с;

            70,52 рад/с – величины скоростей полученные при помощи универсальных характеристик.

Определяем сопротивление второй ступени:

0,36 Ом;

Определяем значение искусственной скорости второй ступени:

53,5 рад/с;

При заданных моментах вторая ступень используется недостаточно эффективно, поэтому полагаем возможным уменьшить пусковой ток до 1,95.

Задача №3

Дано:

            Определить мощность двигателя, работающего по графику:

I₁ = 50A                                              t₁=4c

I₂= 32 A                                             t₂ = 12с

I₃ = 46А                                             t₃ = 5c .      

U_н = 220B                                          t₀ = 36c

 

Решение:

Определяем значение эквивалентного тока на треугольном участке:

А;

Определяем полный эквивалентный ток:

21,44 Нм;

Определяем расчётную мощность:

4,72 кВт.

Задача №4

Регулирование частоты вращения двигателя независимого возбуждения в системе Г-Д (привести схему).

Система «генератор - двигатель».

В этой системе, схема которой показана на рисунке 1, а, якорь 4 двигателя непосредственно присоединяется к якорю 3 генератора, образующего вместе с при­ водным двигателем 1 электромашинный выпрямитель 2 трехфазного пере­менного тока в постоянный, вращающийся со скоростью ω_г. Регулирование напряжения на якоре двигателя проис­ходит за счет изменения тока возбуж­дения генератора 1_{в г} с помощью потен­циометра 8, при этом изменяется ЭДС генератора Е и соответственно напряжение на якоре двигателя U. Регулирование напряжения в этой систе­ме может сочетаться с воздействием на магнитный поток двигателя, что обеспечит двухзонное регулирование скорости.

Регулирование магнитного потока двигателя осуществляется изменением I_вд за счет включения в цепь обмотки 5 возбуждения двигателя резистора б. В замкнутых ЭП питание обмотки 7 возбуж­дения генератора происходит от регулируемого источника посто­янного тока, например полупроводникового УВ. Характеристики системы Г - Д соответствуют приведенным на рисунке 1, б.

Основными достоинствами системы Г - Д являются большой ди­апазон и плавность регулирования скорости двигателя, высокая же­сткость и линейность характеристик, возможность получения всех энергетических режимов работы, в том числе и рекуперативного тор­можения. В то же время для нее характерны такие недостатки, как утроенная установленная мощность системы, низкий КПД, инерци­онность процесса регулирования скорости, шум при работе.

Задача №5

Начертить схему прямого пуска синхронного двигателя низкого напря­жения. Пояснить работу схемы.

При неподвижном роторе и подключении обмотки статора к сети переменного тока и обмотки возбуждения к источнику постоянно­го тока из-за постоянно изменяющихся взаимных направлений маг­нитных полей статора и ротора СД будет развивать не постоянный по направлению, а знакопеременный вращающий момент, а следо­вательно, не сможет разогнаться до синхронной скорости ω_о без при­менения специальных мер по его запуску.