Учебная работа. Расчет и построение механической характеристики электродвигателя

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Расчет и построение механической характеристики электродвигателя

Рассчитать и построить
механическую характеристику электродвигателя

Мдв = f1(ω).

1.  
Номинальный
режим

 sн=(n0–nн)
/ n0,

 где n0=(60
• f) / p;

p=(60
• f) / nн=60
• 50 /965=3,11;

ближайшее меньшее число
р=3;

n0=60
• 50 /3=1000 об/мин,

ω0=0,105
• 1000=105 рад/с;

sн=(1000–965)/1000=0,035;

=0,105 • nн=0,105
• 965=101,325 рад/с;

Мвр=Рн 
/ ωн=22000:101,325=217,12 Н•м

2.  
Пусковой
момент Мп =µп • Мн=1,2 • 217,12=260,54 Н•м;

sп=1,
ω=0

3.  
Режим
перегрузки Мк =µк • Мн=1,8 • 217,12=390,82 Н•м;

=0,123;

ωк=ω0
• (1–s)=105
• (1–0,123)=92,1
рад/с

4.  
вращающие
моменты электродвигателя для скольжений от 0 до 0,4 рассчитаем на основании
уточнённой формулы Клосса

;

Для s=0,1;
ω= 105• (1–0,1)=94,5 рад/с;

=383,5 Н•м;

s=0,3;
ω= 105 • (1–0,3)=73,5 рад/с; М=283,6 Н•м;

s=0,4;
ω= 105 • (1–0,4)=63 рад/с; М=230,66 Н•м;

5.  
минимальный
момент Мм =µм • Мн=1,0 • 217,12=217,12 Н•м

s=0,8
; ω=105 • (1–0,8)=21 рад/с

6.  
Режим
идеального холостого хода.

s=0;
n=n0=1000
об/мин; ω=ω0=105 рад/с, Мвр=0

параметры

Расчётные
точки

s

0

sн=0,035

0,1

sк=0,123

0,3

0,4

0,8

1,0

ω, рад/с

ω0=105

ωн=101,325

94,5

ωк=92,1

73,5

63

21

0

М(Uн),
Н•м

0

Мн=217,12

383,5

Мк
=390,82

283,6

230,66

Мм
=217,12

Мп
=260,54

М(U),
Н•м

0

122,13

215,8

219,84

159,5

129,7

122,13

146,55

рассчитать и построить
на том же графике механическую характеристику рабочей машины, приведённую к
угловой скорости вала электродвигателя Мс=f2
(ω).

Уравнение механической
характеристики рабочей машины, приведённой к скорости вала двигателя, имеет
вид:

,

где  –передаточное число передачи от
электродвигателя к рабочей машине.

ω,
рад/с

0

21

63

73,5

ωк=92,1

94,5

ωн=101,325

ω0=105

Мс,
Н•м

216,67

216,67

216,67

216,67

216,67

216,67

216,67

216,67

определить
продолжительность пуска электродвигателя с нагрузкой:

а) при номинальном
режиме питания; б) при снижении питающего напряжения на ΔU%
от его номинального значения.

 –момент инерции массы, кг∙м2

Приведённый момент
инерции системы “электродвигатель –рабочая машина” относительно вала
электродвигателя:

Где k=1,2
–коэффициент, учитывающий момент инерции механической передачи от
электродвигателя к рабочей машине; JДВ
–момент инерции электродвигателя; Jм
–момент инерции рабочей машины.

Используя построенные
механические характеристики электродвигателя Мдв =f1
(ω) и рабочей машины Мс =f2
(ω), находим их разность –кривая избыточного (динамического) момента: Мизб
= Мдв – Мс = f3
(ω). Эту кривую заменяют ступенчатой линией с участками, на которых
избыточный момент постоянен и равен его средней величине Мизб i.

продолжительность
разгона электропривода на каждом участке скорости рассчитывают по выражению:

,

 где Δωi
–интервал скорости на i-м
участке, 1/с; Mизб.i
–средний избыточный момент i-м
участке, принимаемый постоянным, Н•м.

Полная
продолжительность пуска равна сумме частичных продолжительностей:

Вычисляем:

=0,4 кг∙м2

=4 кг∙м2

=0,9244 кг∙м2

1

2

3

4

5

6

7

8

ωнач,
рад/с

0

21

63

73,5

ωк=92,1

94,5

ωн=101,325

ω0=105

ωкон,
рад/с

21

63

73,5

ωк=92,1

94,5

ωн=101,325

ω0=105

Δω=
ωкон – ωнач, рад/с

21

42

10,5

18,6

2,4

6,825

3,675

Мизб
(Uн), Н•м

7,22

40,46

120,54

170,49

83,64

0,45

Мизб
(U), Н•м

–82,3

–90,8

–72,07

–27

1,15

–47,7

–92,5

Δt
(Uн), c

0,876

5,3774

0,24

0,1426

0,013

0,0754

7,55

Δt
(U), c

Для 1 участка:

Мизб=260,54
– 216,67=
43,87
Н•м

Мизб=217,12
– 216,67= 0,45 Н•м

Среднее =0,876 с

 Для 2 участка:

Мизб=217,12
– 216,67= 0,45 Н•м

Мизб=230,66
– 216,67= 13,99 Н•м

Среднее =5,3774 с

И так далее для каждого
участка определяем моменты, затем определяем продолжительность разгона.

Полная
продолжительность пуска равна сумме частичных продолжительностей:

tп
= 14,2744 c

далее пересчитываем
моменты при пониженном напряжении:

М (U)
= М (Uн)
∙ u2
,

где   –относительное u
= 1 – 25 : 100= 0,75

М (U)
= 217,12 ∙ 0,752= 122,13 Н•м

Так как на dct[
участках Мизб (U)≤
0, то при пуске с нагрузкой и при понижении питающего напряжения на ΔU=25
% электропривод не запустится.

рассчитать потери
энергии в асинхронном двигателе при номинальном напряжении питания: а) с
нагрузкой; б) без нагрузки

Потери энергии в
джоулях (Дж) за время пуска электродвигателя:

где  –кратность пускового тока асинхронного
тока по отношению к номинальному при ω=0; .

Номинальные переменные
потери мощности двигателя:

Где α –коэффициент,
равный отношению постоянных потерь мощности двигателя к переменным; α
=0,6.

Расчётная формула для
определения потерь энергии в джоулях при пуске асинхронного двигателя:

Вычисляем:

=913919,5 Дж

Потери энергии в
асинхронном двигателе в джоулях при пуске системы без нагрузки:

С учетом, что r1≈r2:  

=400000 Дж

Исходя из допустимого
нагрева электродвигателя, рассчитать предельно допустимую частоту включений
электропривода при номинальном напряжении для режимов пуска: а) с номинальной
нагрузкой и ПВ=50 %; б) без нагрузки.

При работе асинхронного
двигателя с нагрузкой, предельно допустимая частота его включений в течение
одного часа, исходя из условия допустимого нагрева электродвигателя,
рассчитывается по формуле:

,

где ΔРн=Рн
∙ (1 –ηн ) / ηн –номинальные потери
мощности в электродвигателе, Вт;

β –коэффициент,
учитывающий ухудшение теплоотдачи двигателя в отключенном состоянии и равный
отношению теплоотдачи отключенного двигателя к теплоотдаче при его работе. Для
самовентилируемых двигателей β0=0,25–0,55. Принимаем β0=0,5;

ПВ –продолжительность
включения, %.

Вычисляем:

ΔРн=22000
∙ (1 –0,895) / 0,895=2581 Вт

=2,5

,

ΔР –мощность
потерь при холостом ходе, ΔР=0,025-0,1∙Рн, принимаем
ΔР=0,05∙ Рн

=12


список
использованной литературы

1.  
Электропривод.
Часть I и II.
основы электропривода: методические рекомендации по изучению дисциплины и
выполнению контрольной работы для студентов специальности 110302 “
Электрификация и автоматизация сельского хозяйства” заочной формы обучения /
сост. А.С. Симоненко. –3-е изд. перераб. и доп. –Кострома: КГСХА, 2007. –38 с.

2.  
Чиликин
М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. –М: Энергоиздат, 1981. –576 с.

3.  
Москаленко
В.В. электрический привод. –М: Высшая школа, 1991. –429 с.

Учебная работа. Расчет и построение механической характеристики электродвигателя