Пояснения к курсовому проекту по курсу “Электрические машины и аппараты”

Пояснения к курсовому проекту по курсу
“Электрические машины и аппараты”
“Расчет асинхронного короткозамкнутого
двигателя с всыпной обмоткой статора”
Расчет рабочих характеристик
Ассистент каф. ЭКМ:
Падалко Дмитрий Андреевич
2015
Рабочие характеристики АД
Рабочими характеристиками называют графические
зависимости частоты вращения п2 (или
скольжения s),момента на валу М2 , тока статора I1 ,
коэффициента полезного действия η и cos φ1от
полезной мощности Р2 при U1 = const и f1 = const. Их
определяют экспериментально или путем расчета по
схеме замещения или круговой диаграмме.
Рабочие характеристики строят только для зоны
практически устойчивой работы двигателя.
Методы расчета характеристик базируются на
системе уравнений токов и напряжений асинхронной
машины, которой соответствует преобразованная Гобразная схема замещения рис(9.55).
Параметры схемы замещения
Расчет активного сопротивления схемы замещения(ф. 9.184) r12 : r12=Pст.осн./m*(Iμ^2)
Сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротор(ф. 9.185): x12=U1н/ Iμ – x1
Далее рассчитывают коэффициент γ, для двигателей более 3кВт, |γ|<=1º, поэтому
реактивной частью коэффициента с1 пренебрегают.
С1- отношение с обратным знаком вектора напряжения U1 к вектору ЭДС E1при
синхронном вращении машины с учетом сдвига фаз этих векторов.
Если все таки рассчитаем и активную и реактивную часть, то получим(ф. 9.224):
С1а=1,03
С1р=0,023
С1 находят, как геометрическую сумму с1а и с1р: с1=1,03 при γ=1,27.
Дальнейший расчет возможен с помощью круговой диаграммы и аналитическим
методом. Круговая диаграмма более наглядна, но менее точна из-за графических
построений. Аналитический метод универсальней и позволяет учитывать изменение
параметров при разном скольжении.
Расчет характеристик проводят задаваясь скольжением s в диапазоне s =(0,2 … 1,5)sн.
Номинальным скольжение принимается равным r2 для построения необходимо
рассчитать значения величин для 5-6 скольжений из указанного диапазона.
Расчет рабочих характеристик
Перед началом расчета рекомендуется выписать значения
постоянных коэффициентов не зависящих от
скольжения:U1н, r1 и r2’, потери и составляющие тока.
Активная составляющая тока синхронного холостого хода:
Реактивную часть считаем равной Iμ. Расчет коэффициентов
выполним по формуле 9.228.
Получаем Iоа=0.18A; а’=1,06; b’=0,047;
a= 3,25, b=7,05. После построения зависимости s=f(P2)
уточняем значение номинального скольжения s=0,085.
Обязательно указываем номинальные данные
спроектированного двигателя: P2H=3кВт, U1н=220/380В,
ȵ=0,85, cosϕ=0,85, Iн1=6,15A.
Таблица с рассчитанными
значениями
№ Величи
на
Ед-ца S=0.01 S=0.04
…
1
a’r2’/s
Ом
298
67
…
2
b’r2’/s
Ом
13,3
2,97
…
3
R
Ом
302
70
…
4
Х
Ом
20,3
10,03
…
5
Z
Ом
302,6
71,08
…
6
I2’’
A
0,73
3,1
…
7
Cosϕ2’
-
0,998
0,99
…
8
Sinϕ2’
-
0,067
0,14
…
9
I1a
A
0,908
3,24
…
10
I1r
A
1,89
2,28
…
11
I1
A
2,1
3,96
…
12
P1
Вт
600
2150
…
13
ΣP
Вт
156
344
…
14
ȵ
-
0,74
0,84
…
15
cosϕ
-
0,43
0,818
…
Проводите оценку полученных характеристик.
Так если рассматривать КПД в диапазоне 0,4-3,12кВт
то видно, что максимальный КПД возникает при
скольжении 0,42-0,45 и равен 84% при заданном
значении 85%. Т.к. разница не превышает 1% то будем
считать, что характеристика соответствует требуемой.
При
заданной
мощности
3кВт
заданные
характеристики должны соответствовать требуемым.
После расчета каждой характеристики. Сводим их в
один рисунок, у каждой оси свой масштаб и подпись.
В данном рисунке все графики обязательно должны
начинаться от точки (0,0). До значения величин 1,2 от
sн. Оканчиваются согласно предельному значению.
Стоит обратить внимание чтобы характеристики
двигателя при заданной мощности сходились с
расчетными, в пределах погрешности.
Сумма добавочных потерь
Добавочные потери складываются из
добавочных поверхностных и пульсационных
потерь статора и ротора, выше отметили что
потерями статора пренебрегаем. Тогда
полные добавочные потери стали ф. 9.202:
Рст.доб. = 5,04Вт. Полные потери составили:
Рст=95,7Вт.
Механические и вентиляционные потери,
рассчитываем по ф. 9.209-9.213.
Кт = 1,096. Рмех = 14Вт.
Для определения тока ХХ двигателя
принимают, что потери на трение и
вентиляцию и потери при ХХ такие же, как и
при номинальном режиме.
Электрические потери
При активной части тока ХХ:
И реактивной части тока ХХ:
Ток ХХ смотрят как, геометрическую сумму:
Величина
Значение
PЭ1хх
29,8Вт
Iхха/Iμ
0,21/1,85 А
Iхх
1,86А
cosϕxx
0,11