Выбор асинхронного двигателя

Содержание

Введение

1. Предварительный выбор асинхронного двигателя

2. Расчёт номинальных параметров АД

3. Расчёт рабочего режима АД

4. Параметры АД пяти исполнений

Литература

Введение

В расчётную схему входят:

− два силовых трансформатора (СТ), обеспечивающих передачу энергии от сети с линейным напряжением 6 кВ к общим шинам 380 В;

− асинхронный двигатель (АД), имеющий нагрузку с моментом сопротивления вращению:

Мн = Мп + k·ω

где ω - скорость вращения вала (рад/с);

M_{п -} пусковой момент (Н·м);

k - постоянная величина, на которую возрастает пусковой момент на каждый рад/с по мере разгона двигателя (Н·м).

Рис.1. Схема узла нагрузки.

По условиям выполнения курсовой работы предполагается наличие "склада" электрических машин с определёнными значениями номинальных мощностей и синхронных скоростей.

Стоимость АД определяется её номинальной мощностью и кроме того, числом полюсов.

На складе имеется по несколько вариантов АД, одной и той же номинальной мощности. Эти варианты отличаются значениями параметров, (а значит, поведением в нагрузочных режимах), но имеют равную стоимость.

Требуется произвести обоснованный выбор типов и вариантов асинхронного двигателя, обеспечив при этом:

мощность на валу АД - не ниже указанной в индивидуальном задании;

отсутствие перегрузок по току двигателя;

минимум стоимости двигателя;

минимум среднего значения мощности суммарных потерь энер-гии в расчётной схеме.

Для рабочего механизма необходимо выбрать АД, способный развивать мощность не менее 298 кВт.

Пусковой момент механизма:

М_п = 41·9,81 = 402,21 Н·м;

Величина, на которую возрастает на каждый оборот в минуту момент сопротивления, по мере разгона двигателя:

k= 0,369·9,81= 3,62 Н·м.

1. Предварительный выбор асинхронного двигателя

Определяю установившуюся скорость АД, приравнивая выражение момента на валу двигателя и выражение момента сопротивления:

Mдв = Pmin/ω= Мп + k·ω

−k· ω² − Мп·ω+ Pmin= 0

ω= 236,69 рад/с

Cинхронная скорость: ωс = 314 рад/с. Выбираю АД из условий: P_вн > P_min М_дв > М_с. Данным условиям удовлетворяют АД с мощностями 315, 400 кВт. АД с мощностью на валу Рвн = 315 кВт имеют перегрузку по токам статора и ротора в рабочем режиме. Мощность на валу в рабочем режиме превышает номинальную. Выбираю АД с Рвн = 400 кВт.

Момент двигателя: Момент сопротивления:

Mдв = Pвн/ω= 1690 Н·м Мп + k·ω= 1259 Н·м

Для расчёта рабочего режима двигателя допускается использовать уравнения, соответствующие схеме замещения.

Рис.2. Схема замещения АД.

В этой схеме все величины и параметры выражены в относительных единицах.

U₁ - напряжение питающей цепи;

I₁ - ток статора;

I_о - намагничивающий ток;

I₂ - ток ротора;

G₀ - эквивалент потерь мощности в стали;

B₀ - эквивалент действия основного поля;

R_k - эквивалент потерь мощности в обмотках;

X_k - эквивалент действия полей рассеивания статора и ротора;

R₂ - эквивалент потерь ротора;

s - скольжение.

2. Расчёт номинальных параметров АД

Рассчитываю АД пятого исполнения.

cosφ5н = 0,82 η5н = 0,845 Uн = 220 R1ое5 = 0,0375

sн5 = 0,0315

Мпое55 =0,48 Мкрое5 = 1,8 Uное = 1

Определяю базисные значения мощности, момента, тока и сопротивления:

Sб5 = Рвн/ (сosφ5·η5) = 577,3 кВт

Мб5 = Sб5/ωс = 1838 Н·м

Iн5 = Sб5/ (3·Uн) = 874,673 AZн5 = Uн/Iн5 = 0,252 Ом

Определяю номинальный момент на валу:

Мвн5 = Рвн/ (ωс· (1-sн5)) = 1315 Н·м

Номинальный момент и номинальная мощность:

Мное5 = Мн5/Мб5 = 0,715 ОЕ Рвное5 = Рвн/Sб5 = 0,693 ОЕ

Максимальный и пусковой моменты:

Mmaxoe5 = Мное·Мкрое5 = 1,288 ОЕ Мпое = Мп/Мб5 = 0,219 ОЕ

Мпое5 = Мпое·Мпое55 = 0,105 ОЕ

Значение коэффициента нагрузки:

kое5 = k·ωс/Мб5 = 0,619 ОЕ

Критическое скольжение нахожу, воспользовавшись формулой Клосса.

Мн5 = 2·Мкр/ (sн/ sкр+ sкр/ sн)

Mнoe5·sкр5²−2· Mmaxoe5·sн5·sкр5+ Mнoe5·sн5² = 0, sкр5 = 0,104

Находим относительные значения сопротивлений статора и ротора:

R2oe5 = R1oe5 Rkoe5 = 2·R1oe5 = 0,075 ОЕ

Эквивалентное значение контура ротора в номинальном режиме:

Rоеsн5 = Rое5+R2ое5/sн5 = 1,228 ОЕ

Xkое5 = R2ое5/ sкр5 = 0,361 ОЕ

Составляющие тока ротора в номинальном режиме:

I2aoe5 = 0,727 ОЕ I2poe5 = 0,22 ОЕ

Составляющие тока статора в номинальном режиме:

I1aoe5 = cosφ5н = 0,82 ОЕ I1poe5 = sinφ5н = 0,57 ОЕ

Параметры контура намагничивания:

G0ое5 = ∆Рст = I0аое5 = I1аое5 - I2аое5 = 0,093 ОЕ

В0ое5 = ∆Рст = I0рое5 = I1рое5 - I2рое5 = 0,35 ОЕ

Сетевая мощность:

Pcoeн5 = I1aoe5 = 0,82 ОЕ Pcн5 = Pcoeн5·Sб5 = 473,4 кВт

Мощность на валу:

Pвoeн5 = Pcoeн5·η5н = 0,693 ОЕ Pвн5 = Pвoeн5·Sб5 = 400 кВт

Суммарные потери мощно

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать