Выбор и расчет схем включения двигателя
Для выбранного двигателя решается вопрос о схемах его включения при пуске, при работе на постоянной скорости, при торможении. При питании двигателя от цеховой сети вопросы о схеме пуска включают в себя выбор числа ступеней пускового реостата, значений максимальных (пиковых) и минимальных (переключающих) моментов и токов при пуске. Решение этих вопросов основывается на технологических требованиях рабочей машины в отношении длительности пуска и его плавности. При отсутствии особых требований к плавности число ступеней пускового реостата принимается обычно равным 2-3. При выборе числа пусковых ступеней следует ориентироваться на серийные станции управления. Значения максимального и минимального моментов двигателя при пуске выбирают в зависимости от того, требуется ли обеспечить нормальный пуск или форсированный [4]. При заданной величине ускорения может быть определен динамический момент Мдин и средний момент при пуске
.
На основе выбранных моментов и принятого числа пусковых ступеней рассчитывают сопротивление резисторов каждой ступени пускового реостата [4, 5]. После окончания пуска двигатель, как правило, работает в естественной схеме, при номинальном напряжении и отсутствии резисторов в цепях обмоток двигателя. Электрическое торможение электроприводов рабочих машин, представленных в заданиях на курсовой проект, может осуществляться в режимах противовключения и динамического торможения. При выборе тормозного режима следует исходить из технологических требований к приводу в отношении интенсивности торможения и точности остановки, а также учитывать энергетические показатели и сложность осуществления - число необходимых аппаратов. Для принятой схемы электрического торможения должны быть рассчитаны (выбраны) значения максимальных момента и тока, значение тока возбуждения (в схемах динамического торможения с независимым возбуждением асинхронного двигателя и двигателя постоянного тока последовательного возбуждения). Значение максимального момента и тока выбирают в зависимости от требуемой интенсивности торможения. Если задано ускорение, определяющее динамический момент , то средний момент при торможении
. Для двигателей постоянного тока при выборе максимального момента, кроме того, следует принимать во внимание ограничение максимального тока по условиям коммутации, значение которого зависит от скорости вращения двигателя в начале торможения [4]. На основе указанных величин рассчитывают сопротивления резисторов, вводимых в цепи обмоток двигателя [4, 5].
7 Расчет характеристик двигателей Методы расчета естественных и искусственных механических и скоростных (электромеханических) характеристик двигателей постоянного и переменного тока изложены в [4]. Большинство указанных методов расчета требуют знания, кроме каталожных данных двигателя, также и его электромагнитных параметров: активных и индуктивных сопротивлений статорной и роторной обмоток асинхронного двигателя, полного (внутреннего) сопротивления якоря двигателя постоянного тока и т.п. Если электромагнитные параметры двигателя неизвестны, должны быть использованы приближенные методы расчета, основанные на одних лишь каталожных данных.
7.1 Электропривод с асинхронными двигателями
Естественную механическую характеристику асинхронного двигателя следует рассчитывать по формуле
, (7.1)
где - момент двигателя при скольжении ; - критический (максимальный) момент; - критическое скольжение ; (7.2)
- активное сопротивление фазы статорной обмотки; - приведенное к статору активное сопротивление фазы роторной обмотки. Величина определяется через номинальный момент двигателя и указываемую в каталоге кратность максимального момента
.
Для приближенного расчета критического скольжения на основе лишь каталожных данных можно принять
и использовать формулу
, (7.3)
где - номинальное скольжение двигателя. Для расчета по каталожным данным скоростных (электромеханических) характеристик асинхронных двигателей наиболее удобны формулы, предложенные профессором В.А. Шубенко. Зависимость тока статора от скольжения при работе асинхронного двигателя в естественной схеме включения выражается следующим соотношением:
, (7.4)
где - номинальный ток статора двигателя; - ток намагничивания (ток холостого хода). Значение иногда указывается в каталожных данных двигателя, а при отсутствии может быть рассчитано по приближенной формуле:
,
где - коэффициент мощности двигателя в номинальном режиме. Зависимость тока ротора от скольжения при работе асинхронного двигателя с 'фазным ротором в естественной схеме выражается соотношением
,
где - номинальный ток ротора двигателя. При расчете характеристик крановых и металлургических двигателей (типов МТ, МТМ, МТF, МТН) в качестве номинальных значений следует принимать соответствующие величины при ПВК=25% для крановых двигателей или при ПВК=40% - для металлургических. При работе асинхронного двигателя с фазным ротором с резисторами в роторных цепях искусственную механическую характеристику рассчитывают по формуле:
, (7.5)
где - скольжение двигателя при критическом моменте на искусственной характеристике:
;
- активное сопротивление фазы роторной обмотки; - сопротивление резисторов в каждой фазе роторной цепи.
При отсутствии в каталоге значения - оно может быть рассчитано по одной из приближенных формул:
;
, где - ЭДС между кольцами неподвижного разомкнутого ротора, указываемая в каталожных данных двигателя, - синхронная скорость двигателя (рад/с).
Искусственные скоростные (электромеханические) характеристики могут быть рассчитаны по следующим соотношениям:
; (7.6)
, (7.7)
где - скольжение двигателя на искусственной механической характеристике при номинальном моменте, которое рассчитывается по соотношению
.
В формулах (7.6) и (7.7) момент М при скольжении S определяется по искусственной механической характеристике двигателя (рассчитанной по формуле (7.5)). Характеристики асинхронного двигателя в схеме динамического торможения могут быть рассчитаны по следующим соотношениям:
; (7.8)
; (7.9)
; (7.10)
. (7.11)
Здесь - приведенный к статору ток роторной обмотки; - эквивалентный трехфазный ток статорной обмотки, определяемый схемой включения и величиной постоянного тока; - ток намагничивания; - приведенная к статору э.д.с. роторной обмотки, соответствующая току намагничивания и скорости ; - приведенное к статору суммарное активное сопротивление фазы роторной цепи; - приведенное к статору индуктивное сопротивление рассеяния роторной обмотки; - момент и скорость вращения двигателя в рассматриваемом режиме. Значения и рассчитываются по соотношениям
; ,
где - коэффициент трансформации э.д.с. статора и ротора. Так как в процессе динамического торможения существенно изменяется магнитное состояние (насыщение) двигателя, при расчете необходимо учитывать зависимость от . Для этой цели может быть использована универсальная кривая намагничивания асинхронных двигателей, представляющая собой связь относительной величины магнитного потока (в долях от номинального потока) с относительной величиной тока намагничивания (в долях от ). При этом
;
Базовую величину ЭДС , равную ЭДС статорной обмотки при работе двигателя в номинальном режиме, рассчитывают по соотношению
.
Располагая кривой намагничивания двигателя в абсолютных единицах , можно для любого значения по (7.8) рассчитать , по формуле (7.9) найти а затем - по соотношениям (7.10) и (7.11) определить момент и скорость двигателя в рассматриваемом режиме. Для построения скоростной (электромеханической) характеристики достаточно в рассматриваемом режиме рассчитать ток ротора по соотношению:
. При отсутствии необходимых электромагнитных параметров двигателя они могут быть рассчитаны приближенно на основе каталожных данных по следующим формулам
;
,
где - номинальное (линейное) напряжение статора; - индуктивное сопротивление короткого замыкания; - приведенное к статору активное сопротивление фазы роторной обмотки. При расчете механических и скоростных (электромеханических) характеристик двигателя следует в максимальной степени использовать ЭВМ.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (612)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |