Расчет электромеханических характеристик частотно-регулируемого асинхронного двигателя
Частотное регулирование асинхронного двигателя. Механические характеристики двигателя. Простейший анализ рабочих режимов. Схема замещения асинхронного двигателя. Законы управления. Выбор рационального закона управления для конкретного типа электропривода.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 28.01.2009 |
Размер файла | 556,9 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.
3
Уральский Государственный Технический Университет
УПИ
Кафедра электрических машин
Контрольная работа
Расчет электромеханических характеристик частотно-регулируемого асинхронного двигателя
Выполнил: Студент гр.
Проверил: Старший преподаватель
2005 г.
Расчет электромеханических характеристик частотно-регулируемого асинхронного двигателя
Частотное регулирование асинхронного двигателя применяется в тех случаях, когда требуется плавно и в широких пределах регулировать частоту вращения и электромагнитный момент двигателя. При этом, как правило, требуется обеспечить благоприятные условия работы двигателя по магнитному потоку и току, не допуская снижения его перегрузочной способности.
Простейший анализ рабочих режимов асинхронного двигателя при частотном регулировании можно выполнить с помощью его схемы замещения (рис.1).
Рис. 1. Схема замещения асинхронного двигателя.
Существует несколько подходов к формированию третьего условия, вытекающих из стремления обеспечить экономичный режим работы двигателя. Наиболее часто используется одно из следующих условий:
1.
2.
3.
4.
Эти условия получили название законов управления. Выбор рационального закона управления для конкретного типа электропривода осуществляется на основе анализа электромеханических характеристик двигателя. В табл.1 приведены формулы для расчета тока ротора для каждого из рассматриваемых законов
Таблица 1
Закон |
Ток ротора |
|
Исходные данные для расчета.
Параметры базового двигателя
; ; ; ;
Отклонения параметров i-варианта от параметров базового приведены в табл. 1.
Таблица 2
+0.1 |
+0.05 |
0 |
-0.05 |
-0.1 |
||
-0.15 |
1 |
7 |
13 |
19 |
25 |
|
-0.1 |
2 |
8 |
14 |
20 |
26 |
|
-0.05 |
3 |
9 |
15 |
21 |
27 |
|
+0.05 |
4 |
10 |
16 |
22 |
28 |
|
+0.1 |
5 |
11 |
17 |
23 |
29 |
|
+0.15 |
6 |
12 |
18 |
24 |
30 |
Параметры конкретного двигателя определяются по соотношениям:
Задание 1. Рассчитать механические характеристики двигателя для четырех законов управления. Расчеты выполнить для следующих значений частот питающего напряжения , варьируя скольжение от 0 до 1.0 . Результаты расчетов свести в таблицы.
По результатам расчетов для каждого закона управления построить на отдельном графике семейство механических характеристик при частотах . Из полученных характеристик для каждой частоты определить скольжение , соответствующее номинальному моменту
Закон№1 Согласно данным соотношениям, рабочий процесс двигателя определяются тремя переменными: частотой питающего напряжения ; модулем питающего напряжения и частотой скольжения ротора . Выбор этих переменных осуществляется исходя из требований получения заданной частоты вращения ротора
Схема замещения позволяет, используя методы теории электрических цепей, рассчитать следующие величины:
Модуль напряжения статора при первом законе управления изменяется пропорционально частоте:
-ток ротора
(1)
электромагнитного момента
.
Таблица _1.1__
Закон управления ______1______. Частота ____1.5____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
1.5 |
1.2 |
0.9 |
0.6 |
0.3 |
0.15 |
||
0 |
0.3 |
0.6 |
0.9 |
1.2 |
1.35 |
||
5.87 |
5.84 |
5.79 |
5.68 |
5.22 |
4.17 |
||
0.54 |
0.67 |
0.88 |
1.27 |
2.15 |
2.75 |
Таблица _1.2__
Закон управления ______1______. Частота ____1.0____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
||
0 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
0.9 |
||
5.81 |
5.77 |
5.68 |
5.47 |
4.69 |
3.32 |
||
0.8 |
0.99 |
1.27 |
1.77 |
2.61 |
2.62 |
Таблица _1.3__
Закон управления ______1______. Частота ____0.5____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.5 |
0.4 |
0.3 |
0.2 |
0.1 |
0.05 |
||
0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.45 |
||
5.6 |
5.47 |
5.22 |
4.69 |
3.32 |
1.94 |
||
1.49 |
1.77 |
2.16 |
2.61 |
2.62 |
1.79 |
Таблица _1.4__
Закон управления ______1______. Частота ____0.2____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.2 |
0.16 |
0.12 |
0.08 |
0.04 |
0.02 |
||
0 |
0.04 |
0.08 |
0.12 |
0.16 |
0.18 |
||
4.69 |
4.29 |
3.71 |
2.84 |
1.59 |
0.83 |
||
2.61 |
2.73 |
2.72 |
2.39 |
1.5 |
0.82 |
Таблица _1.5__
Закон управления ______1______. Частота ____0.1____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.1 |
0.08 |
0.06 |
0.04 |
0.02 |
0.01 |
||
0 |
0.02 |
0.04 |
0.06 |
0.08 |
0.09 |
||
3.31 |
2.83 |
2.26 |
1.59 |
0.75 |
0.42 |
||
2.6 |
2.38 |
2.02 |
1.5 |
0.66 |
0.41 |
Рис1.1
Закон №2
-полное потокосцепление обмотки статора
; (2)
Таблица _1.6__
Закон управления ______2______. Частота ____1.5____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
1.5 |
1.2 |
0.9 |
0.6 |
0.3 |
0.15 |
||
0 |
0.3 |
0.6 |
0.9 |
1.2 |
1.35 |
||
5.92 |
5.91 |
5.88 |
5.79 |
5.38 |
4.33 |
||
0.55 |
0.69 |
0.91 |
1.32 |
2.29 |
2.97 |
Таблица _1.7__
Закон управления ______2______. Частота ____1.0____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
||
0 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
0.9 |
||
5.89 |
5.86 |
5.79 |
5.61 |
4.86 |
3.43 |
||
0.82 |
1.03 |
1.33 |
1.86 |
2.8 |
2.79 |
Таблица _1.8__
Закон управления ______2______. Частота ____0.5____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.5 |
0.4 |
0.3 |
0.2 |
0.1 |
0.05 |
||
0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.45 |
||
5.72 |
5.61 |
5.38 |
4.86 |
3.43 |
1.98 |
||
1.55 |
1.86 |
2.29 |
2.8 |
2.79 |
1.86 |
Таблица _1.9__
Закон управления ______2______. Частота ____0.2____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.2 |
0.16 |
0.12 |
0.08 |
0.04 |
0.02 |
||
0 |
0.04 |
0.08 |
0.12 |
0.16 |
0.18 |
||
3.43 |
4.46 |
3.85 |
2.93 |
1.62 |
0.83 |
||
2.79 |
2.95 |
2.93 |
2.54 |
1.55 |
0.82 |
Таблица _1.10__
Закон управления ______2______. Частота ____0.1____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.1 |
0.08 |
0.06 |
0.04 |
0.02 |
0.01 |
||
0 |
0.02 |
0.04 |
0.06 |
0.08 |
0.09 |
||
3.43 |
2.93 |
2.33 |
1.62 |
0.83 |
0.42 |
||
2.79 |
2.54 |
2.15 |
1.55 |
0.82 |
0.41 |
Wr=f(Me)
Рис1.2
Закон №3
- потокосцепление взаимоиндукции
; (3)
-ток ротора
Таблица _1.11__
Закон управления ______3______. Частота ____1.5____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
1.5 |
1.2 |
0.9 |
0.6 |
0.3 |
0.15 |
||
0 |
0.3 |
0.6 |
0.9 |
1.2 |
1.35 |
||
10.4 |
10.35 |
10.19 |
9.76 |
8.11 |
5.42 |
||
1.71 |
2.12 |
2.74 |
3.77 |
5.20 |
4.65 |
Таблица _1.12__
Закон управления ______3______. Частота ____1.0____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
||
0 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
0.9 |
||
10.26 |
10.1 |
9.76 |
8.96 |
6.59 |
3.91 |
||
2.5 |
3.03 |
3.77 |
4.76 |
5.15 |
3.63 |
Таблица _1.13__
Закон управления ______3______. Частота ____0.5____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.5 |
0.4 |
0.3 |
0.2 |
0.1 |
0.05 |
||
0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.45 |
||
9.45 |
8.96 |
8.11 |
6.59 |
3.91 |
2.06 |
||
4.24 |
4.76 |
5.20 |
5.15 |
3.63 |
2.02 |
Таблица _1.14__
Закон управления ______3______. Частота ____0.2____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.2 |
0.16 |
0.12 |
0.08 |
0.04 |
0.02 |
||
0 |
0.04 |
0.08 |
0.12 |
0.16 |
0.18 |
||
6.59 |
5.68 |
4.56 |
3.21 |
1.66 |
0.84 |
||
5.15 |
4.79 |
4.12 |
3.06 |
1.64 |
0.84 |
Таблица _1.15__
Закон управления ______3______. Частота ____0.1____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.1 |
0.08 |
0.06 |
0.04 |
0.02 |
0.01 |
||
0 |
0.02 |
0.04 |
0.06 |
0.08 |
0.09 |
||
2.06 |
3.21 |
2.45 |
1.66 |
0.84 |
0.42 |
||
2.02 |
3.06 |
2.38 |
1.64 |
0.84 |
0.42 |
Wr=f(Me)
Рис1.3
Закон №4
-полное потокосцепление обмотки ротора
; (4)
-ток ротора
Таблица _1.16__
Закон управления ______4______. Частота ____1.5____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
1.5 |
1.2 |
0.9 |
0.6 |
0.3 |
0.15 |
||
0 |
0.3 |
0.6 |
0.9 |
1.2 |
1.35 |
||
63.24 |
50.52 |
37.89 |
25.26 |
12.63 |
6.32 |
||
63.24 |
50.52 |
37.89 |
25.26 |
12.63 |
6.32 |
Таблица _1.17__
Закон управления ______4______. Частота ____1.0____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
||
0 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
0.9 |
||
42.11 |
33.68 |
25.26 |
16.84 |
8.42 |
4.2 |
||
42.11 |
33.68 |
25.26 |
16.84 |
8.42 |
2.38 |
Таблица _1.18__
Закон управления ______4______. Частота ____0.5____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.5 |
0.4 |
0.3 |
0.2 |
0.1 |
0.05 |
||
0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.45 |
||
21.05 |
16.84 |
12.63 |
8.42 |
4,2. |
2.11 |
||
21.04 |
16.84 |
12.63 |
8.42 |
4,2 |
2.11 |
Таблица _1.19__
Закон управления ______4______. Частота ____0.2____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.2 |
0.16 |
0.12 |
0.08 |
0.04 |
0.02 |
||
0 |
0.04 |
0.08 |
0.12 |
0.16 |
0.18 |
||
8.42 |
6.74 |
5.05 |
3.37 |
1.68 |
0.84 |
||
8.42 |
6.74 |
5.05 |
3.37 |
1.68 |
0.84 |
Таблица _1.20__
Закон управления ______4______. Частота ____0.1____
s |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
|
0.1 |
0.08 |
0.06 |
0.04 |
0.02 |
0.01 |
||
0 |
0.02 |
0.04 |
0.06 |
0.08 |
0.09 |
||
4.2 |
3.37 |
2.52 |
1.68 |
0.84 |
0.42 |
||
4.2 |
3.37 |
2.52 |
1.68 |
0.84 |
0.42 |
Рис 1-4
Находим
wr=w1-w2 w2=w1-wr w2=sн·w1
Закон №1
При w1=1.5; wr=1.48о.е w2=0.02 sн= 0.013
w1=1.0; wr=0.98о.е w2=0.02 sн=0.02
w1=0.5; wr=0.48о.е w2=0.02 sн=0.04
w1=0.2; wr=0.18о.е w2=0.02 sн=0.1
w1=0.1; wr=0.08о.е w2=0.02 sн=0.2
Закон №2
При w1=1.5; wr=1.48о.е w2=0.02 sн= 0.013
w1=1.0; wr=0.98о.е w2=0.02 sн=0.02
w1=0.5; wr=0.48о.е w2=0.02 sн=0.04
w1=0.2; wr=0.18о.е w2=0.02 sн=0.1
w1=0.1; wr=0.08о.е w2=0.02 sн=0.2
Закон №3
При w1=1.5; wr=1.48о.е w2=0.02 sн= 0.013
w1=1.0; wr=0.98о.е w2=0.02 sн=0.02
w1=0.5; wr=0.48о.е w2=0.02 sн=0.04
w1=0.2; wr=0.18о.е w2=0.02 sн=0.1
w1=0.1; wr=0.08о.е w2=0.02 sн=0.2
Закон №4
При w1=1.5; wr=1.48о.е w2=0.02 sн= 0.013
w1=1.0; wr=0.98о.е w2=0.02 sн=0.02
w1=0.5; wr=0.48о.е w2=0.02 sн=0.04
w1=0.2; wr=0.18о.е w2=0.02 sн=0.1
w1=0.1; wr=0.08о.е w2=0.02 sн=0.2
Задание 2
Рассчитать электромеханические характеристики двигателя при номинальном скольжении для четырех законов управления. Результаты расчетов свести в таблицы
напряжения статора при первом законе управления
при 2,3,4 законах напряжениеU1 рассчитывается по формуле:
- ток статора
; (5)
-полное потокосцепление обмотки статора
; (2)
-полное потокосцепление обмотки ротора
; (4)
- потокосцепление взаимоиндукции
; (3)
Закон №1
Таблица _2.1__
Закон управления ____1____.
1.5 |
1.0 |
0.5 |
0.2 |
0.1 |
||
0.013 |
0.02 |
0.04 |
0.1 |
0.2 |
||
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
||
0.825 |
0.821 |
0.801 |
0.773 |
0.721 |
||
1.5 |
1 |
0.5 |
0.2 |
0.1 |
||
0.99 |
0.985 |
0.975 |
0.97 |
0.864 |
||
0.983 |
0.978 |
0.963 |
0.921 |
0.858 |
||
0.98 |
0.975 |
0.96 |
0.918 |
0.856 |
||
0.236 |
0.234 |
0.233 |
0.221 |
0.206 |
Законы №2,3,4 Таблица _2.2__
Закон управления ____2____.
1.5 |
1.0 |
0.5 |
0.2 |
0.1 |
||
0.013 |
0.02 |
0.04 |
0.1 |
0.2 |
||
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
||
0.834 |
0.834 |
0.834 |
0.834 |
0.834 |
||
1.516 |
1.016 |
0.516 |
0.216 |
0.116 |
||
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
||
0.993 |
0.993 |
0.993 |
0.993 |
0.993 |
||
0.94 |
0.94 |
0.94 |
0.94 |
0.94 |
||
0.238 |
0.238 |
0.238 |
0.238 |
0.238 |
Таблица _2.3__
Закон управления ____3____.
1.5 |
1.0 |
0.5 |
0.2 |
0.1 |
||
0.013 |
0.02 |
0.04 |
0.1 |
0.2 |
||
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
||
0.834 |
0.834 |
0.834 |
0.834 |
0.834 |
||
1.516 |
1.016 |
0.516 |
0.216 |
0.116 |
||
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
||
0.993 |
0.993 |
0.993 |
0.993 |
0.993 |
||
0.94 |
0.94 |
0.94 |
0.94 |
0.94 |
||
0.238 |
0.238 |
0.238 |
0.238 |
0.238 |
Таблица _2.4__
Закон управления ____4____.
1.5 |
1.0 |
0.5 |
0.2 |
0.1 |
||
0.013 |
0.02 |
0.04 |
0.1 |
0.2 |
||
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
||
0.834 |
0.834 |
0.834 |
0.834 |
0.834 |
||
1.516 |
1.016 |
0.516 |
0.216 |
0.116 |
||
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
||
0.993 |
0.993 |
0.993 |
0.993 |
0.993 |
||
0.94 |
0.94 |
0.94 |
0.94 |
0.94 |
||
0.238 |
0.238 |
0.238 |
0.238 |
0.238 |
По результатам расчетов на отдельном графике для четырех законов управления строим электромеханические характеристики ; ; ; ; и выполнить их анализ.
Рис2-1
Рис2-2
Рис 2-3
Рис 2-4
Подобные документы
Особенности разработки асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором типа 4А160S4У3 на основе обобщённой машины. Расчет математической модели асинхронного двигателя в форме Коши 5. Адекватность модели прямого пуска асинхронного двигателя.
курсовая работа [362,0 K], добавлен 08.04.2010Рабочие характеристики асинхронного двигателя, определение его размеров, выбор электромагнитных нагрузок. Расчет числа пар полюсов, мощности двигателя, сопротивлений обмоток ротора и статора, магнитной цепи. Механические и добавочные потери в стали.
курсовая работа [285,2 K], добавлен 26.11.2013Понятие и основные функции асинхронной электрической машины, ее составные части и характеристика. Принцип действия и назначение асинхронного двигателя. Факторы, влияющие на эффективность и производительность работы асинхронного двигателя, учет потерь.
контрольная работа [12,0 K], добавлен 12.12.2009Выбор главных размеров асинхронного двигателя основного исполнения. Расчет статора и ротора. Размеры зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчет намагничивающего тока. Параметры рабочего режима. Расчет потерь и рабочих характеристик двигателя.
курсовая работа [351,5 K], добавлен 20.04.2012Основные проблемы, связанные с построением бездатчикового векторного электропривода. Технические данные асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором, расчет параметров его эквивалентной и структурной схем. Вычисление скорости двигателя.
курсовая работа [709,2 K], добавлен 09.04.2012Расчет главных размеров трехфазного асинхронного двигателя. Конструирование обмотки статора. Расчет воздушного зазора и геометрических размеров зубцовой зоны ротора. Параметры асинхронного двигателя в номинальном режиме. Тепловой и вентиляционный расчет.
курсовая работа [927,5 K], добавлен 26.02.2012Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Выбор главных размеров. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора, ротора, намагничивающего тока. Параметры рабочего режима. Расчет потерь, рабочих и пусковых характеристик.
курсовая работа [218,8 K], добавлен 27.10.2008Устройство и принцип действия асинхронного двигателя АИР63А2. Структура электроремонтного предприятия. Основные неисправности и их причины. Порядок разборки и сборки асинхронного двигателя. Составление технологической карты капитального ремонта.
курсовая работа [167,8 K], добавлен 16.06.2015Технологический процесс, конструктивные особенности и принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя. Последовательность технологических операций изготовления статора трёхфазного асинхронного двигателя. Проектирование участка по производству статора.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 13.02.2012Выбор основных размеров двигателя. Расчет обмоток статора и ротора, размеров зубцовой зоны, магнитной цепи, потерь, КПД, параметров двигателя и построения рабочих характеристик. Определение расходов активных материалов и показателей их использования.
курсовая работа [602,5 K], добавлен 21.05.2012