Потребляемая мощность асинхронного двигателя

Определение дополнительных параметров двигателя и параметров схемы замещения. Расчет естественной механической и электромеханической статических характеристик. Анализ регулируемого электропривода с помощью имитационного моделирования в программе MatLab.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 06.06.2015
Размер файла 425,8 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

3

Размещено на http://www.allbest.ru

План

Введение

1. Выбор двигателя

2. Определение дополнительных параметров двигателя и параметров схемы замещения

3. Расчет и построение естественной механической и электромеханической статических характеристик

Введение

Целью данной курсовой работы является исследование потребляемой мощности асинхронного двигателя. Получение механических и электромеханических характеристик.

Асинхронный двигатель является оптимальной машиной энергообеспечения для подъемных устройств - лифтов, кранов, эскалаторов и т.д. Данная конструкция способна переносить кратковременные перегрузки и имеет постоянную скорость при изменении интенсивности нагрузки.

При выборе двигателя по мощности следует исходить из необходимости его полного использования в процессе работы. В случае завышения номинальной мощности двигателя снижаются технико-экономические показатели электропривода, т.е. КПД и коэффициент мощности. Если же нагрузка на валу двигателя превышает номинальную, то это приводит к росту токов в его обмотках, а значит и потерь мощности выше соответствующих номинальных значений.

В данной курсовой работе будет рассматриваться работы регулируемого электропривода. Такой электропривод используется в мировой практике, как один из энергосберегающих технологий.

Применение регулируемого электропривода позволяет оптимизировать работу электродвигателей, исключить непроизводительное потребление электроэнергии, а в системах теплоснабжения и водоснабжения, обеспечить значительную экономию тепла (до 10 %) и снижение водопотребления (до 20 %). мощность двигатель электропривод

Исследование электропривода будем производить с помощью имитационного моделирования в программе MatLab.

1. Выбор двигателя

Таблица 1- Паспортные данные двигателя АИР160S4

Заданные величины

Условное обозначение

Единица измерения

Численное значение

Фазное напряжение обмотки статора

U1н

В

220

Номинальное напряжение сети

Uфн

В

380

Мощность двигателя

Рдв

кВт

15

Коэффициент полезного действия в режиме номинальной мощности

зн

о.е.

0.89

Номинальная скорость вращения

об/мин

1500

Коэффициент мощности в режиме номинальной мощности

cosц

о.е.

0.89

Номинальное скольжение

о.е.

0.03

Кратность пускового тока

ki

о.е.

7

Кратность пускового момента

kп

о.е.

1.9

Кратность максимального момента

kmax

о.е.

2.9

Кратность минимального момента

kmin

о.е.

1.8

Коэффициент загрузки двигателя

о.е.

0.75

Число пар полюсов

p

о.е.

2

2. Определение дополнительных параметров двигателя и параметров схемы замещения

Синхронная угловая скорость вращения двигателя

Номинальная частота вращения двигателя

Номинальная угловая скорость

Номинальный момент двигателя

Для определения номинального фазного тока необходимо знать схему соединения обмоток статора. Обмотки асинхронного двигателя соединены в звезду:

Номинальный фазный ток

.

Примечания:

Максимальный потребляемый ток двигателя при прямом пуске

.

Критический момент двигателя на естественной характеристике

.

Пусковой момент двигателя при прямом пуске

.

Для расчетов статических и динамических характеристикасинхронного двигателя найдем параметры схемы замещения. Т - образная схема замещения асинхронного двигателя для одной фазы приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема замещения асинхронного двигателя

Современные асинхронные двигатели проектируются таким образом, что наибольший КПД достигается при загрузке на 10 - 15 % меньше номинальной. Коэффициент мощности при нагрузке равной значительно отличается от мощности при номинальной нагрузке, причем это отличие сильно зависит от мощности двигателя.

Коэффициент мощности при частичной загрузке

;

Коэффициент загрузки двигателя принимаем из-за указанных выше особенностей проектирования асинхронных двигателей.

Тогда ток статора двигателя при частичной загрузке равен

;

Ток холостого хода асинхронного двигателя

Из формулы Клосса следует соотношение для расчета критического скольжения:

где в первом приближении коэффициент .

Предварительно для расчёта активных и индуктивных сопротивлений (параметров схемы замещения) обмоток статора и ротора определяются следующие коэффициенты:

;;

Активное сопротивление ротора, приведенное к обмотке статора асинхронного двигателя

Активное сопротивление обмотки статора определяется по следующему выражению:

Параметр , для определения сопротивления короткого замыкания

Тогда, индуктивное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора, приближённо может быть рассчитано

Индуктивное сопротивление обмотки статора

Индуктивное сопротивление цепи намагничивания определяется через значение ЭДС обмотки статора

Индуктивное сопротивление намагничивания

.

Индуктивность обмотки статора, обусловленная потоками рассеяния

.

Приведенная индуктивность обмотки ротора, обусловленная потоками рассеяния

.

Результирующая индуктивность, обусловленная магнитным потоком в воздушном зазоре, создаваемым суммарным действием полюсов статора (индуктивность контура намагничивания)

.

Найденные параметры схемы замещения электродвигателя сведены в таблице 2.

Таблица 2 - Параметры схемы замещения электродвигателя

R1,Ом

X1д,Ом

L1д,Гн

Xм,Ом

Lм,Гн

R'2,Ом

X2д,Ом

L2д,Гн

Xкн,Ом

0.263

0.567

0.001806

26.507

0.0084

0.257

0.767

0.002443

1.35

3. Расчет и построение естественной механической и электромеханической статических характеристик

Рассчитываем механическую характеристику асинхронного электродвигателя по формуле

Механическая характеристика асинхронного электродвигателя изображена на рисунке 2. Она справедлива только в области номинальных скоростей.

Рисунок 2 - Механическая характеристика асинхронного электродвигателя

Определим дополнительные параметры двигателя.
Момент критический двигательного режима

Критическое скольжение

о.е.;

Номинальная скорость двигателя

;

Номинальный момент двигателя

Максимальный момент двигателя

Минимальный момент двигателя

Найденные координаты точек с номинальным, максимальным и минимальным моментом нанесены на рассчитанный график естественной механической характеристики асинхронного двигателя.

Вывод

Анализ расчетов показывает, что контрольные точки, найденные в соответствии с каталожными данными двигателя, совпадают с рассчитанным графиком механической характеристики асинхронного двигателя, поэтому методику определения параметров схемы замещения асинхронного двигателя по его каталожным данным можно считать приемлемой.

Определим зависимость тока ротора , приведенного к обмотке статора, от скольжения s

График электромеханической характеристики приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 - График электромеханической характеристики

Для построения электромеханической характеристики тока обмотки статора воспользуемся следующим выражением

где

Электромеханические характеристики двигателя приведены на рисунке 4.

Рисунок 4 - График естественной электромеханической характеристики

Определим номинальный ток статора асинхронного двигателя при номинальном скольжении в соответствии с электромеханической характеристикой

Номинальный ток ротора двигателя при номинальном скольжении

Номинальный ток статора двигателя

Вывод: значение номинального тока статора асинхронного двигателя, определенное по его электромеханической характеристике, практически совпадает со значением, рассчитанным по каталожным данным. Это подтверждает правильность методики определения параметров схемы замещения асинхронного двигателя по его каталожным данным.

Амплитудное значение номинального фазового напряжения:

Амплитудное значение номинального фазного тока:

Номинальная угловая частота питающего напряжения двигателя

Полные индуктивности обмоток статора и ротора

Определим безразмерные коэффициенты

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 08.01.2014

  • Расчёт 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 19.09.2013

  • Описание конструкции, условного обозначения асинхронного двигателя 4А200L8У3 и его эксплуатационных параметров. Определение фазных зон и схемы обмотки статора. Построение схемы замещения двигателя и определение ее параметров. Обоснование схемы обмотки.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.09.2012

  • Рассмотрение кинематической схемы лифта. Определение параметров нагрузки двигателя. Расчет параметров схемы замещения асинхронного двигателя по справочным данным. Вычисление IGBT транзистора по номинальному току. Описание модели двигателя в Simulink.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 27.12.2014

  • Расчет параметров схемы замещения трехфазного асинхронного двигателя. Анализ его поведения при различных режимах работы. Построение электромеханической характеристики тока обмотки ротора и статора. Имитационное моделирование АД в программной среде MatLab.

    курсовая работа [4,0 M], добавлен 12.06.2015

  • Расчет статора, ротора, магнитной цепи и потерь асинхронного двигателя. Определение параметров рабочего режима и пусковых характеристик. Тепловой, вентиляционный и механический расчет асинхронного двигателя. Испытание вала на жесткость и на прочность.

    курсовая работа [4,8 M], добавлен 10.10.2012

  • Главные 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 18.06.2015

  • Анализ кинематической схемы, определение параметров, составление расчетной механической части электропривода, построение статических характеристик. Окончательная проверка двигателя по нагреву. Проектирование схемы электроснабжения и защиты установки.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 29.04.2012

  • Выбор основных размеров асинхронного двигателя. Определение размеров зубцовой зоны статора. Расчет ротора, магнитной цепи, параметров рабочего режима, рабочих потерь. Вычисление и построение пусковых характеристик. Тепловой расчет асинхронного двигателя.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 27.09.2014

  • Паспортные данные устройства трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Определение рабочих характеристик двигателя: мощность, потребляемая двигателем; мощность генератора; скольжение; КПД и коэффициент мощности двигателя.

    лабораторная работа [66,3 K], добавлен 22.11.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.