Асинхронные двигатели

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Необходимая выдержка времени каждого реле определяется на основании пусковой диаграммы. Для определения выдержки времени реле нужно из времени пуска двигателя, полученного по расчету, вычесть собственное время включения контакторов. Для контакторов переменного тока эта величина лежит в пределах от 0,05с до 0,07. Определение выдержки времени каждого реле приведены в таблице 9. Для определения… Читать ещё >

Асинхронные двигатели (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

[Введите текст]

В настоящее время асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электрическими машинами. В большинстве своем двигатели выпускаются для работы от трехфазных сетей. Они потребляют около 50% всей электрической энергии, вырабатываемой электрическими станциями. Потребность в асинхронных двигателях непрерывно растет. Такое широкое распространение двигатели получили благодаря конструктивной простоте, низкой стоимости и высокой эксплуатационной надежности при минимальном обслуживании. Широк диапазон мощностей, на которые выпускаются эти двигатели, — от долей ватта до десятков тысяч киловатт. Асинхронные двигатели имеют относительно высокий КПД: при мощностях более 1кВт он составляет 0,7−0,95 и только в микродвигателях снижается до 0,2−0,65.

Появление трехфазных асинхронных двигателей связано с именем М.О. Доливо-Добровольского. Эти двигатели были изобретены им в 1889 году. Предложенная М. О. Доливо-Добровольским конструкция асинхронных двигателей в основных чертах сохранилась до наших дней.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ


Тип двигателя	МТВ 311−6
Номинальная мощность электродвигателя
Номинальное число оборотов ротора
Коэффициент мощности	0,73
Номинальное значение линейного напряжения прикладываемого к статору
Фазный ток обмотки статора
Активное сопротивление обмотки статора	0,08
Реактивное сопротивление обмотки статора	0,17
Номинальное значение ЭДС индуцируемое в одной фазе неподвижного ротора
Ток в одной фазе неподвижного ротора
Активное сопротивление одной фазы неподвижного ротора	0,072
Реактивное сопротивление одной фазы неподвижного ротора	0,24
Коэффициент трансформации	1,12
Приведенный момент инерции	1,40
Момент сопротивления рабочей машины приведенный к валу электродвигателя
Схема соединения обмоток

1. РАСЧЕТ ЧИСЛА И ЗНАЧЕНИЙ ПУСКОВЫХ РЕЗИСТОРОВ

1.1 Построение естественной механической характеристики

Определяем скорость идеального холостого хода. Поскольку номинальная частота вращения, тогда:

Определяем номинальное скольжение:

Для определения числа пар полюсов используем следующую формулу:

Из данной формулы следует, что:

Определяем угловую скорость идеального холостого хода:

Определяем приведенное значение сопротивление ротора:

Определяем значение максимального момента ротора:

Определяем критическое скольжение:

Определяем значение коэффициента :

Определяем значение номинального момента:

Производим расчет естественной характеристики, изменяя значение скольжение в пределах, по следующей формуле:

Данные расчетов сведены в таблицу 1.

Таблица 1 — Расчет естественной механической характеристики


S	S/Sк	Sк/S	S/Sк+Sк/S+q	M, Н*м


0,01	0,5 291	18,9	19,28 791 005	209,0832
0,02	0,10 582	9,45	9,890 820 106	407,7293
0,03	0,15 873	6,3	6,793 730 159	593,6028
0,04	0,21 164	4,725	5,271 640 212	764,9948
0,05	0,26 455	3,78	4,379 550 265	920,82
0,06	0,31 746	3,15	3,802 460 317	1060,571
0,07	0,37 037	2,7	3,40 537 037	1184,24
0,08	0,4233	2,3625	3,1 207 804	1292,23
0,09	0,4762	2,1	2,9 111 905	1385,27
0,1	0,5291	1,89	2,7 541 005	1464,28
0,11	0,582	1,71 818	2,6 351 924	1530,35
0,12	0,6349	1,575	2,5 449 206	1584,64
0,13	0,6878	1,45 385	2,4 766 768	1628,3
0,14	0,7407	1,35	2,4 257 407	1662,49
0,15	0,7937	1,26	2,3 886 508	1688,31
0,16	0,8466	1,18 125	2,3 628 108	1706,77
0,17	0,8995	1,11 176	2,3 462 356	1718,83
0,18	0,9524	1,05	2,337 381	1725,34
0,19	1,0053	0,99 474	2,3 350 278	1727,08
0,2	1,0582	0,945	2,3 382 011	1724,74
0,21	1,1111	0,9	2,3 461 111	1718,92
0,22	1,164	0,85 909	2,3 581 121	1710,17
0,23	1,2169	0,82 174	2,3 736 703	1698,96
0,24	1,2698	0,7875	2,3 923 413	1685,7
0,25	1,3228	0,756	2,4 137 513	1670,75
0,26	1,3757	0,72 692	2,4 375 845	1654,42
0,27	1,4286	0,7	2,4 635 714	1636,96
0,28	1,4815	0,675	2,4 914 815	1618,63
0,29	1,5344	0,65 172	2,5 211 157	1599,6
0,3	1,5873	0,63	2,5 523 016	1580,06
0,31	1,6402	0,60 968	2,5 848 891	1560,14
0,32	1,6931	0,59 063	2,6 187 467	1539,96
0,33	1,746	0,57 273	2,653 759	1519,65
0,34	1,7989	0,55 588	2,6 898 242	1499,27
0,35	1,8519	0,54	2,7 268 519	1478,91
0,36	1,9048	0,525	2,7 647 619	1458,63
0,37	1,9577	0,51 081	2,8 034 828	1438,49
0,38	2,0106	0,49 737	2,8 429 504	1418,52
0,39	2,0635	0,48 462	2,8 831 074	1398,76
0,4	2,1164	0,4725	2,9 239 021	1379,24
0,41	2,1693	0,46 098	2,9 652 878
0,42	2,2222	0,45	3,72 222	1341,03
0,43	2,2751	0,43 953	3,496 672	1322,37
0,44	2,328	0,42 955	3,925 878	1304,01
0,45	2,381	0,42	3,1 359 524	1285,98
0,46	2,4339	0,41 087	3,179 732	1268,28
0,47	2,4868	0,40 213	3,2 239 001	1250,9
0,48	2,5397	0,39 375	3,2 684 325	1233,86
0,49	2,5926	0,38 571	3,3 133 069	1217,15
0,5	2,6455	0,378	3,3 585 026	1200,77
0,51	2,6984	0,37 059	3,4 040 009	1184,72
0,52	2,7513	0,36 346	3,4 497 843	1168,99
0,53	2,8042	0,3566	3,4 958 366	1153,59
0,54	2,8571	0,35	3,5 421 429	1138,51
0,55	2,9101	0,34 364	3,5 886 893	1123,75
0,56	2,963	0,3375	3,635 463	1109,29
0,57	3,0159	0,33 158	3,682 452	1095,13
0,58	3,0688	0,32 586	3,7 296 451	1081,28
0,59	3,1217	0,32 034	3,7 770 321	1067,71
0,6	3,1746	0,315	3,8 246 032	1054,43
0,61	3,2275	0,30 984	3,8 723 493	1041,43
0,62	3,2804	0,30 484	3,920 262	1028,7
0,63	3,3333	0,3	3,9 683 333	1016,24
0,64	3,3862	0,29 531	4,165 559	1004,04
0,65	3,4392	0,29 077	4,649 227	992,092
0,66	3,4921	0,28 636	4,1 134 271	980,394
0,67	3,545	0,28 209	4,1 620 631	968,937
0,68	3,5979	0,27 794	4,2 108 248	957,717
0,69	3,6508	0,27 391	4,2 597 067	946,727
0,7	3,7037	0,27	4,3 087 037	935,961
0,71	3,7566	0,2662	4,3 578 109	925,414
0,72	3,8095	0,2625	4,4 070 238	915,08
0,73	3,8624	0,2589	4,456 338	904,953
0,74	3,9153	0,25 541	4,5 057 493	895,029
0,75	3,9683	0,252	4,555 254	885,302
0,76	4,0212	0,24 868	4,6 048 482	875,768
0,77	4,0741	0,24 545	4,6 545 286	866,42
0,78	4,127	0,24 231	4,7 042 918	857,255
0,79	4,1799	0,23 924	4,7 541 347	848,267
0,8	4,2328	0,23 625	4,8 040 542	839,453
0,81	4,2857	0,23 333	4,8 540 476	830,807
0,82	4,3386	0,23 049	4,9 041 121	822,326
0,83	4,3915	0,22 771	4,9 542 452	814,004
0,84	4,4444	0,225	5,44 444	805,839
0,85	4,4974	0,22 235	5,547 074	797,826
0,86	4,5503	0,21 977	5,105 032	789,961
0,87	4,6032	0,21 724	5,155 416	782,241
0,88	4,6561	0,21 477	5,2 058 574	774,662
0,89	4,709	0,21 236	5,2 563 543	767,219
0,9	4,7619	0,21	5,3 069 048	759,911
0,91	4,8148	0,20 769	5,3 575 071	752,734
0,92	4,8677	0,20 543	5,4 081 597	745,684
0,93	4,9206	0,20 323	5,4 588 607	738,758
0,94	4,9735	0,20 106	5,5 096 088	731,953
0,95	5,0265	0,19 895	5,5 604 024	725,267
0,96	5,0794	0,19 688	5,6 112 401	718,696
0,97	5,1323	0,19 485	5,6 621 205	712,238
0,98	5,1852	0,19 286	5,7 130 423	705,89
0,99	5,2381	0,19 091	5,7 640 043	699,649
	5,291	0,189	5,8 150 053	693,512

пусковой резистор реостатный По результатам расчетов построена естественная механическая характеристика представленная на рисунке 1.

Рисунок 1 — Естественная механическая характеристика

1.2 Определение числа и значения пусковых резисторов

Определение числа и значения пусковых резисторов выполнено графическим способом в следующем порядке (см. рисунок 2):

1. Строим естественную механическую характеристику привода.

2. Восстанавливаем перпендикуляры к оси моментов из точек, соответствующих моментам

и .

3. Через точку S=0 проведем горизонтальную прямую параллельную оси абсцисс. Она пересечет вертикальные прямые M1 и М2.

4. Отметим точку v и точку w на пересечении естественной механической характеристики с вертикальными прямыми M2 и М1,

5. Через точку v и точку w проводим прямую до пересечения с горизонтальной прямой в точке z.

6. Через точку М2 и точку z проведем прямую. Она пересечет вертикальную прямую M1 в точке а.

7. Через точку, а проводим горизонтальную прямую, которая пересечет вертикальную прямую М2 в точке f.

8. Через точку f и точку z проводим прямую. Она пересечет вертикальную прямую M1 в точке d.

9. Через точку d проводим горизонтальную прямую, которая пересечет вертикальную прямую М2 в точке с.

10.Через точку с и точку z проводим прямую. Она пересечет вертикальную прямую M1 в точке h.

11. Через точку h проводим горизонтальную прямую, которая пересечет вертикальную прямую М1 в точке w, а также пересечет график естественной механической характеристики; разгон асинхронного электродвигателя закончен.

Для определения значений сопротивлений пусковых резисторов необходимо произвести некоторые графические построения. Определяем точку O, как точку пересечения прямой, соответствующей моменту, с прямой, проведенной из точки параллельно оси моментов (см. рисунок 2). Исходя из проведенных построений имеем следующий порядок расчета пусковых резисторов:

Найдем значение сопротивления первого пускового реостата:

Значение сопротивления второго пускового реостата находим по формуле:

Найдем значение сопротивления третьего пускового реостата:

Все построения выполнены с помощью учебника Вешеневский С. Н. «Характеристики двигателей в электроприводе» и представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 — Расчет числа и значений пусковых резисторов

Рисунок 3 — Принципиальная схема соединения резисторов

1.3 Выбор пусковых резисторов

Выбор резисторов проводим по максимальному пусковому току:

IPmax=

Сумма приведенных сопротивлений пусковых резисторов одной фазы ротора меняет свои значения в зависимости от ступени разгона электродвигателя. По мере разгона из R'0i исключается каждый предыдущий пусковой резистор при переходе на каждую следующую ступень разгона.

Для первой ступени разгона максимальный ток:

IPmax==== 232,328 A

Для второй ступени разгона максимальный ток:

IPmax=== 255,092 A

Для третьей ступени разгона максимальный ток:

IPmax==

==244,06 А

Для естественной характеристики, в момент перехода на нее с третьей ступени, максимальный ток (при выключенных пусковых резисторах):

IPmax==

== 227,765 A

Полученные значения максимального тока представлены в таблице 2.

Таблица 2 — Значения максимального тока для каждой ступени разгона


Si	r’i, Ом	IPmax, A
1,0000	0,733	232,328
0,42	0,275	255,092
0,83	0,0797	244,06
0,071	0,000	227,765

По данный таблицы примем максимальный ток равный 260 А.

Выбираем ящики чугунных резисторов по табличным данным — Вешеневский, «Характеристики двигателей и электроприводов».

Расчетная величина сопротивления первой ступени пусковых резисторов. Так как резисторов с таким номиналом в ящиках пусковых резисторов нет, собираем эту ступень путем последовательного соединения двадцати шести резисторов:, (взятых из ящиков резисторов под каталожными номерами 9018, 9017).

Расчетная величина сопротивления второй ступени пусковых резисторов. Так как резисторов с таким номиналом в ящиках пусковых резисторов нет, собираем эту ступень путем последовательного соединения двадцати резисторов:, (взятых из ящиков резисторов под каталожными номерами 9017, 9015).

Расчетная величина сопротивления третьей ступени пусковых резисторов. Выбираем из ящика под каталожным номером 9005 соответственно один резистор:

Результаты выбора резисторов занесены в таблицу 3.

Таблица 3 — Выбор пусковых резисторов


№ ступени	Расчетное сопротивление, Ом	Каталожный номер ящика	Сопротивление элемента, Ом	Кол-во элементов	Общее сопротивление, Ом	Погрешность, %
	0,46		0,02		0,46
			0,01
	0,195		0,01		0,195
			0,005
	0,08		0,08		0,08

Схема соединения пусковых резисторов представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 — Схема соединения резисторов для каждой ступени: а) первая ступень; б) вторая ступень; в) третья ступень

1.4 Расчет и построение искусственных реостатных механических характеристик

Расчет и построение искусственных механических характеристик производится таким же образом, как и естественные характеристики, только с учетом рассчитанных ранее значений сопротивлений пусковых реостатов.

Расчет первой искусственной характеристики.

Определяем критическое скольжение:

Расчет производим по следующей формуле:

Результаты расчета приведены в таблице 4.

Таблица 4 — Расчет 1-й искусственной механической характеристики





0,01	0,4 719	211,9	212,2 397 192	19,104
0,02	0,9 438	105,95	106,2 944 384	37,93 967
0,03	0,14 158	70,63 333	70,98 249 095	56,81 367
0,04	0,18 877	52,975	53,32 887 683	75,62 087
0,05	0,23 596	42,38	42,73 859 604	94,35 911
0,06	0,28 315	35,31 667	35,67 998 191	113,0263
0,07	0,33 034	30,27 143	30,63 946 302	131,6203
0,08	0,37 754	26,4875	26,86 025 366	150,1392
0,09	0,42 473	23,54 444	23,92 191 731	168,5808
0,1	0,47 192	21,19	21,57 219 207	186,9433
0,11	0,51 911	19,26 364	19,65 054 764	205,2246
0,12	0,5 663	17,65 833	18,4 996 382	223,4229
0,13	0,6 135	16,3	16,69 634 969	241,5364
0,14	0,66 069	15,13 571	15,53 678 319	259,5631
0,15	0,70 788	14,12 667	14,53 245 477	277,5014
0,16	0,75 507	13,24 375	13,65 425 731	295,3493
0,17	0,80 227	12,46 471	12,8 799 324	313,1054
0,18	0,84 946	11,77 222	12,19 216 795	330,7677
0,19	0,89 665	11,15 263	11,57 729 652	348,3349
0,2	0,94 384	10,595	11,2 438 414	365,8051
0,21	0,99 103	10,9 048	10,52 457 954	383,1769
0,22	0,103 823	9,631 818	10,7 064 074	400,4488
0,23	0,108 542	9,213 043	9,656 585 243	417,6193
0,24	0,113 261	8,829 167	9,277 427 639	434,6869
0,25	0,11 798	8,476	8,928 980 179	451,6502
0,26	0,122 699	8,15	8,607 699 387	468,508
0,27	0,127 419	7,848 148	8,310 566 742	485,2588
0,28	0,132 138	7,567 857	8,34 994 944	501,9015
0,29	0,136 857	7,306 897	7,77 875 356	518,4347
0,3	0,141 576	7,63 333	7,539 909 549	534,8573
0,31	0,146 295	6,835 484	7,316 779 293	551,1682
0,32	0,151 015	6,621 875	7,10 788 963	567,3661
0,33	0,155 734	6,421 212	6,911 945 958	583,4502
0,34	0,160 453	6,232 353	6,727 805 985	599,4192
0,35	0,165 172	6,54 286	6,554 457 965	615,2722
0,36	0,169 891	5,886 111	6,391 002 569	631,0083
0,37	0,174 611	5,727 027	6,236 637 692	646,6266
0,38	0,17 933	5,576 316	6,90 645 662	662,1262
0,39	0,184 049	5,433 333	5,952 382 413	677,5062
0,4	0,188 768	5,2975	5,821 268 287	692,7659
0,41	0,193 487	5,168 293	5,696 780 177	707,9044
0,42	0,198 207	5,45 238	5,578 444 797	722,9212
0,43	0,202 926	4,927 907	5,465 832 885	737,8154
0,44	0,207 645	4,815 909	5,358 554 207	752,5866
0,45	0,212 364	4,708 889	5,256 253 212	767,234
0,46	0,217 084	4,606 522	5,158 605 269	781,757
0,47	0,221 803	4,508 511	5,65 313 375	796,1553
0,48	0,226 522	4,414 583	4,976 105 278	810,4282
0,49	0,231 241	4,32 449	4,890 730 947	824,5753
0,5	0,23 596	4,238	4,808 960 359	838,5962
0,51	0,24 068	4,154 902	4,730 581 527	852,4905
0,52	0,245 399	4,075	4,655 398 773	866,2579
0,53	0,250 118	3,998 113	4,583 231 188	879,898
0,54	0,254 837	3,924 074	4,513 911 261	893,4105
0,55	0,259 556	3,852 727	4,447 283 667	906,7953
0,56	0,264 276	3,783 929	4,383 204 173	920,052
0,57	0,268 995	3,717 544	4,321 538 669	933,1806
0,58	0,273 714	3,653 448	4,262 162 292	946,1808
0,59	0,278 433	3,591 525	4,204 958 647	959,0525
0,6	0,283 152	3,531 667	4,149 819 097	971,7956
0,61	0,287 872	3,47 377	4,96 642 129	984,4101
0,62	0,292 591	3,417 742	4,4 533 278	996,896
0,63	0,29 731	3,363 492	3,995 802 115	1009,253
0,64	0,302 029	3,310 938	3,947 966 759	1021,482
0,65	0,306 748	3,26	3,901 748 466	1033,582
0,66	0,311 468	3,210 606	3,857 073 734	1045,553
0,67	0,316 187	3,162 687	3,813 873 448	1057,396
0,68	0,320 906	3,116 176	3,772 082 558	1069,111
0,69	0,325 625	3,71 014	3,731 639 788	1080,698
0,7	0,330 345	3,27 143	3,692 487 359	1092,157
0,71	0,335 064	2,984 507	3,654 570 752	1103,488
0,72	0,339 783	2,943 056	3,617 838 472	1114,692
0,73	0,344 502	2,90 274	3,58 224 185	1125,769
0,74	0,349 221	2,863 514	3,547 734 844	1136,719
0,75	0,353 941	2,825 333	3,514 273 871	1147,542
0,76	0,35 866	2,788 158	3,48 181 764	1158,239
0,77	0,363 379	2,751 948	3,450 327 004	1168,81
0,78	0,368 098	2,716 667	3,419 764 826	1179,255
0,79	0,372 817	2,682 278	3,390 095 848	1189,576
0,8	0,377 537	2,64 875	3,361 286 574	1199,772
0,81	0,382 256	2,616 049	3,333 305 164	1209,843
0,82	0,386 975	2,584 146	3,30 612 133	1219,791
0,83	0,391 694	2,553 012	3,279 706 244	1229,615
0,84	0,396 413	2,522 619	3,25 403 245	1239,316
0,85	0,401 133	2,492 941	3,229 073 786	1248,896
0,86	0,405 852	2,463 953	3,204 805 305	1258,353
0,87	0,410 571	2,435 632	3,181 203 208	1267,689
0,88	0,41 529	2,407 955	3,158 244 777	1276,904
0,89	0,420 009	2,380 899	3,135 908 315	1285,999
0,9	0,424 729	2,354 444	3,11 417 309	1294,975
0,91	0,429 448	2,328 571	3,93 019 281	1303,831
0,92	0,434 167	2,303 261	3,72 427 929	1312,57
0,93	0,438 886	2,278 495	3,52 380 891	1321,19
0,94	0,443 605	2,254 255	3,32 860 793	1329,694
0,95	0,448 325	2,230 526	3,13 850 997	1338,081
0,96	0,453 044	2,207 292	2,995 335 555	1346,352
0,97	0,457 763	2,184 536	2,977 299 178	1354,508
0,98	0,462 482	2,162 245	2,959 727 201	1362,55
0,99	0,467 202	2,140 404	2,942 605 551	1370,478
	0,471 921	2,119	2,925 920 717	1378,293

Расчет второй искусственной характеристики.

Определяем критическое скольжение:

Расчет производим по следующей формуле:

Результаты расчета приведены в таблице 5.

Таблица 5 — Расчет 2-й искусственной механической характеристики





0,01	0,10 977	91,1	91,44 598	44,10 009
0,02	0,21 954	45,55	45,90 695	87,84 673
0,03	0,32 931	30,36 667	30,7346	131,2129
0,04	0,43 908	22,775	23,15 391	174,1726
0,05	0,54 885	18,22	18,60 988	216,7007
0,06	0,65 862	15,18 333	15,5842	258,7735
0,07	0,76 839	13,1 429	13,42 612	300,3678
0,08	0,87 816	11,3875	11,81 032	341,4622
0,09	0,98 793	10,12 222	10,55 601	382,0358
0,1	0,109 769	9,11	9,554 769	422,0694
0,11	0,120 746	8,281 818	8,737 565	461,5446
0,12	0,131 723	7,591 667	8,5 839	500,4444
0,13	0,1427	7,7 692	7,485 393	538,7528
0,14	0,153 677	6,507 143	6,99 582	576,4551
0,15	0,164 654	6,73 333	6,572 988	613,5377
0,16	0,175 631	5,69 375	6,204 381	649,9884
0,17	0,186 608	5,358 824	5,880 432	685,7959
0,18	0,197 585	5,61 111	5,593 696	720,9501
0,19	0,208 562	4,794 737	5,338 299	755,4421
0,2	0,219 539	4,555	5,109 539	789,2642
0,21	0,230 516	4,338 095	4,903 611	822,4094
0,22	0,241 493	4,140 909	4,717 402	854,8722
0,23	0,25 247	3,96 087	4,548 339	886,648
0,24	0,263 447	3,795 833	4,39 428	917,733
0,25	0,274 424	3,644	4,253 424	948,1247
0,26	0,285 401	3,503 846	4,124 247	977,8212
0,27	0,296 378	3,374 074	4,5 452	1006,822
0,28	0,307 355	3,253 571	3,895 926	1035,126
0,29	0,318 332	3,141 379	3,794 711	1062,736
0,3	0,329 308	3,36 667	3,700 975	1089,652
0,31	0,340 285	2,93 871	3,613 995	1115,878
0,32	0,351 262	2,846 875	3,533 137	1141,415
0,33	0,362 239	2,760 606	3,457 845	1166,268
0,34	0,373 216	2,679 412	3,387 628	1190,442
0,35	0,384 193	2,602 857	3,32 205	1213,942
0,36	0,39 517	2,530 556	3,260 726	1236,773
0,37	0,406 147	2,462 162	3,203 309	1258,941
0,38	0,417 124	2,397 368	3,149 492	1280,453
0,39	0,428 101	2,335 897	3,98 998	1301,316
0,4	0,439 078	2,2775	3,51 578	1321,538
0,41	0,450 055	2,221 951	3,7 006	1341,127
0,42	0,461 032	2,169 048	2,965 079	1360,09
0,43	0,472 009	2,118 605	2,925 613	1378,438
0,44	0,482 986	2,70 455	2,88 844	1396,178
0,45	0,493 963	2,24 444	2,853 407	1413,32
0,46	0,50 494	1,980 435	2,820 374	1429,873
0,47	0,515 917	1,938 298	2,789 214	1445,846
0,48	0,526 894	1,897 917	2,75 981	1461,251
0,49	0,53 787	1,859 184	2,732 054	1476,097
0,5	0,548 847	1,822	2,705 847	1490,393
0,51	0,559 824	1,786 275	2,681 099	1504,15
0,52	0,570 801	1,751 923	2,657 724	1517,379
0,53	0,581 778	1,718 868	2,635 646	1530,09
0,54	0,592 755	1,687 037	2,614 792	1542,293
0,55	0,603 732	1,656 364	2,595 096	1553,999
0,56	0,614 709	1,626 786	2,576 495	1565,218
0,57	0,625 686	1,598 246	2,558 932	1575,961
0,58	0,636 663	1,57 069	2,542 353	1586,238
0,59	0,64 764	1,544 068	2,526 708	1596,06
0,6	0,658 617	1,518 333	2,51 195	1605,436
0,61	0,669 594	1,493 443	2,498 036	1614,378
0,62	0,680 571	1,469 355	2,484 926	1622,896
0,63	0,691 548	1,446 032	2,472 579
0,64	0,702 525	1,423 438	2,460 962	1638,699
0,65	0,713 502	1,401 538	2,45 004	1646,004
0,66	0,724 479	1,380 303	2,439 782	1652,925
0,67	0,735 456	1,359 701	2,430 157	1659,471
0,68	0,746 432	1,339 706	2,421 138	1665,653
0,69	0,757 409	1,32 029	2,412 699	1671,479
0,7	0,768 386	1,301 429	2,404 815	1676,959
0,71	0,779 363	1,283 099	2,397 462	1682,102
0,72	0,79 034	1,265 278	2,390 618	1686,918
0,73	0,801 317	1,247 945	2,384 262	1691,414
0,74	0,812 294	1,231 081	2,378 375	1695,601
0,75	0,823 271	1,214 667	2,372 938	1699,487
0,76	0,834 248	1,198 684	2,367 932	1703,079
0,77	0,845 225	1,183 117	2,363 342	1706,387
0,78	0,856 202	1,167 949	2,359 151	1709,419
0,79	0,867 179	1,153 165	2,355 343	1712,182
0,8	0,878 156	1,13 875	2,351 906	1714,684
0,81	0,889 133	1,124 691	2,348 824	1716,934
0,82	0,90 011	1,110 976	2,346 085	1718,938
0,83	0,911 087	1,9 759	2,343 677	1720,705
0,84	0,922 064	1,84 524	2,341 587	1722,24
0,85	0,933 041	1,71 765	2,339 805	1723,552
0,86	0,944 018	1,59 302	2,33 832	1724,647
0,87	0,954 995	1,47 126	2,337 121	1725,532
0,88	0,965 971	1,35 227	2,336 199	1726,213
0,89	0,976 948	1,23 596	2,335 544	1726,697
0,9	0,987 925	1,12 222	2,335 148	1726,99
0,91	0,998 902	1,1 099	2,335 001	1727,098
0,92	1,9 879	0,990 217	2,335 097	1727,027
0,93	1,20 856	0,97 957	2,335 426	1726,784
0,94	1,31 833	0,969 149	2,335 982	1726,373
0,95	1,4 281	0,958 947	2,336 757	1725,8
0,96	1,53 787	0,948 958	2,337 745	1725,071
0,97	1,64 764	0,939 175	2,338 939	1724,19
0,98	1,75 741	0,929 592	2,340 333	1723,163
0,99	1,86 718	0,920 202	2,34 192	1721,996
	1,97 695	0,911	2,343 695	1720,692

Расчет третьей искусственной характеристики.

Определяем критическое скольжение:

Расчет производим по следующей формуле:

Результаты расчета приведены в таблице 6.

Таблица 6 — Расчет 3-й искусственной механической характеристики





0,01	0,25 063	39,9	40,26 006	100,1681
0,02	0,50 125	19,95	20,33 513	198,3158
0,03	0,75 188	13,3	13,71 019	294,1445
0,04	0,100 251	9,975	10,41 025	387,3851
0,05	0,125 313	7,98	8,440 313	477,7993
0,06	0,150 376	6,65	7,135 376	565,1806
0,07	0,175 439	5,7	6,210 439	649,3544
0,08	0,200 501	4,9875	5,523 001	730,1783
0,09	0,225 564	4,433 333	4,993 897	807,5408
0,1	0,250 627	3,99	4,575 627	881,3604
0,11	0,275 689	3,627 273	4,237 962	951,5838
0,12	0,300 752	3,325	3,960 752	1018,184
0,13	0,325 815	3,69 231	3,730 045	1081,16
0,14	0,350 877	2,85	3,535 877	1140,531
0,15	0,37 594	2,66	3,37 094	1196,336
0,16	0,401 003	2,49 375	3,229 753	1248,633
0,17	0,426 065	2,347 059	3,108 124	1297,495
0,18	0,451 128	2,216 667	3,2 794	1343,008
0,19	0,47 619	2,1	2,91 119	1385,267
0,2	0,501 253	1,995	2,831 253	1424,378
0,21	0,526 316	1,9	2,761 316	1460,454
0,22	0,551 378	1,813 636	2,700 015	1493,613
0,23	0,576 441	1,734 783	2,646 224	1523,974
0,24	0,601 504	1,6625	2,599 004	1551,662
0,25	0,626 566	1,596	2,557 566	1576,802
0,26	0,651 629	1,534 615	2,521 244	1599,518
0,27	0,676 692	1,477 778	2,48 947	1619,934
0,28	0,701 754	1,425	2,461 754	1638,172
0,29	0,726 817	1,375 862	2,437 679	1654,351
0,3	0,75 188	1,33	2,41 688	1668,588
0,31	0,776 942	1,287 097	2,399 039	1680,996
0,32	0,802 005	1,246 875	2,38 388	1691,686
0,33	0,827 068	1,209 091	2,371 159	1700,762
0,34	0,85 213	1,173 529	2,36 066	1708,326
0,35	0,877 193	1,14	2,352 193	1714,475
0,36	0,902 256	1,108 333	2,345 589	1719,302
0,37	0,927 318	1,78 378	2,340 697	1722,896
0,38	0,952 381	1,05	2,337 381	1725,34
0,39	0,977 444	1,23 077	2,335 521	1726,714
0,4	1,2 506	0,9975	2,335 006	1727,094
0,41	1,27 569	0,973 171	2,33 574	1726,552
0,42	1,52 632	0,95	2,337 632	1725,155
0,43	1,77 694	0,927 907	2,340 601	1722,966
0,44	1,102 757	0,906 818	2,344 575	1720,046
0,45	1,12 782	0,886 667	2,349 486	1716,45
0,46	1,152 882	0,867 391	2,355 274	1712,233
0,47	1,177 945	0,848 936	2,361 881	1707,442
0,48	1,203 008	0,83 125	2,369 258	1702,126
0,49	1,22 807	0,814 286	2,377 356	1696,328
0,5	1,253 133	0,798	2,386 133	1690,089
0,51	1,278 195	0,782 353	2,395 548	1683,446
0,52	1,303 258	0,767 308	2,405 566	1676,435
0,53	1,328 321	0,75 283	2,416 151	1669,091
0,54	1,353 383	0,738 889	2,427 272	1661,444
0,55	1,378 446	0,725 455	2,438 901	1653,522
0,56	1,403 509	0,7125	2,451 009	1645,354
0,57	1,428 571	0,7	2,463 571	1636,963
0,58	1,453 634	0,687 931	2,476 565	1628,375
0,59	1,478 697	0,676 271	2,489 968	1619,61
0,6	1,503 759	0,665	2,503 759	1610,688
0,61	1,528 822	0,654 098	2,51 792	1601,63
0,62	1,553 885	0,643 548	2,532 433	1592,451
0,63	1,578 947	0,633 333	2,547 281	1583,169
0,64	1,60 401	0,623 438	2,562 448	1573,798
0,65	1,629 073	0,613 846	2,577 919	1564,353
0,66	1,654 135	0,604 545	2,593 681	1554,847
0,67	1,679 198	0,595 522	2,60 972	1545,29
0,68	1,704 261	0,586 765	2,626 025	1535,696
0,69	1,729 323	0,578 261	2,642 584	1526,073
0,7	1,754 386	0,57	2,659 386	1516,431
0,71	1,779 449	0,561 972	2,67 642	1506,78
0,72	1,804 511	0,554 167	2,693 678	1497,126
0,73	1,829 574	0,546 575	2,711 149	1487,478
0,74	1,854 637	0,539 189	2,728 826	1477,843
0,75	1,879 699	0,532	2,746 699	1468,226
0,76	1,904 762	0,525	2,764 762	1458,634
0,77	1,929 825	0,518 182	2,783 006	1449,072
0,78	1,954 887	0,511 538	2,801 426	1439,544
0,79	1,97 995	0,505 063	2,820 013	1430,056
0,8	2,5 013	0,49 875	2,838 763	1420,611
0,81	2,30 075	0,492 593	2,857 668	1411,212
0,82	2,55 138	0,486 585	2,876 723	1401,864
0,83	2,80 201	0,480 723	2,895 923	1392,57
0,84	2,105 263	0,475	2,915 263	1383,332
0,85	2,130 326	0,469 412	2,934 738	1374,152
0,86	2,155 388	0,463 953	2,954 342	1365,034
0,87	2,180 451	0,458 621	2,974 072	1355,978
0,88	2,205 514	0,453 409	2,993 923	1346,987
0,89	2,230 576	0,448 315	3,13 891	1338,063
0,9	2,255 639	0,443 333	3,33 972	1329,207
0,91	2,280 702	0,438 462	3,54 163	1320,419
0,92	2,305 764	0,433 696	3,7 446	1311,702
0,93	2,330 827	0,429 032	3,94 859	1303,056
0,94	2,35 589	0,424 468	3,115 358	1294,482
0,95	2,380 952	0,42	3,135 952	1285,981
0,96	2,406 015	0,415 625	3,15 664	1277,553
0,97	2,431 078	0,41 134	3,177 418	1269,199
0,98	2,45 614	0,407 143	3,198 283	1260,919
0,99	2,481 203	0,40 303	3,219 233	1252,713
	2,506 266	0,399	3,240 266	1244,582

Рассчитанные выше искусственные механические характеристики представлены на рисунке 5.

Рисунок 5 — Искусственные механические характеристики

1.5 Описание движения рабочей точки

При запуске двигателя в трехфазную цепь ротора, для ограничения пускового тока, включены в каждую фазу последовательно по три ящика пусковых резисторы. В момент пуска рабочая точка из точки 0 скачком переместиться в точку, А и начнёт перемещаться по кривой АВ, которая соответствует искусственной механической характеристике при (см. рисунок 6). Поднявшись по этой характеристике до точки В, рабочая точка скачком переместится в точку С, что соответствует выводу из каждой фазы ротора первого пускового резистора .

Далее рабочая точка начнёт подниматься по кривой CD, которая соответствует искусственной механической характеристике при .

Поднявшись по этой характеристике до точки D, рабочая точка скачком переместится в точку Е, что соответствует выводу из каждой фазы ротора второго пускового резистора .

Затем рабочая точка начнёт подниматься по кривой ЕF. которая соответствует искусственной механической характеристике при. Поднявшись по этой характеристике до точки F, рабочая точка скачком переместится в точку G, что соответствует выводу из каждой фазы ротора третьего пускового резистора .

Последующий разгон двигателя проходит по естественной механической характеристике до точки Н, в которой момент, развиваемый двигателем, становиться равным моменту сопротивления рабочего механизма

М = Мс = 479 Нм.

Рисунок 6 — Движение рабочей точки при пуске на механических характеристиках

2. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ПРИ ПУСКЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

2.1 Расчет и построение графика изменения скорости электропривода при пуске

Для построения нам необходимо знать величину тормозного момента, который рассчитывается следующим образом:

Построение производим методом площадей. Этот метод выбран в связи с тем, что в данном методе производится меньшее количество графических построений, что, в свою очередь, приводит к увеличению точности расчетов. Графическое построение осуществляется следующим образом:

В левом верхнем квадранте строим механические характеристики двигателя (искусственные и естественную).

В этом же квадранте строим кривые динамического момента .

Все кривую динамического момента разбиваем на участки и для каждого участка определяем среднее значение момента.

Из следующего выражения находим изменение времени для каждого участка :

Величину откладываем по оси времени, прибавляя к предыдущему значению.

На пересечении перпендикуляра, проведенного из, с прямой получим точку графика.

Далее расчет повторяется для каждого участка .

Результаты расчета приведены в таблице 7.

Таблица 7 — Расчет графика изменения скорости электропривода при пуске


Mд.ср, Н*м	Дщ, рад/с	щ, рад/с	Дt, c	t, c
Первая ступень
	5.54	5.54	0.323	0.323
762.34	5.54	11.11	0.365	0.688
659.67	5.54	16.73	0.421	1.109
557.79	5.54	22.29	0.498	1.607
458.21	5.54	27.8	0.607	2.214
355.13	5.54	33.4	0.783	2.997
259.95	5.54	39.3	1.069	4.066
Вторая ступень
805.46	4.55	43.61	0.283	4.349
653,9	4.55	48.2	0.349	4.698
462,5	4.55	52.87	0.494	5.192
327.28	4.55	57.53	0.698	5.89
Третья ступень
784.33		60.5	0.192	6.082
525.5		63.5	0.286	6.368
341.76		66.5	0.44	6.808
Естественная характеристика
597.53	2.35	68.8	0.197	7.005
336.13	2.35	71.27	0.351	7.356

Построение графика изменения скорости представлено на рисунке 7.

2.2 Определение интервала времени работы на каждой ступени пусковых резисторов и общего времени пуска

Из графика на рисунке 7 определяем время работы на каждой ступени пусковых реостатов и общее время пуска двигателя. Результаты расчетов сведены в таблице 8.

Таблица 8 — Результаты расчетов времени работы


Время работы на ступенях, с	Общее время пуска, с
1 ступень	2 ступень	3 ступень
4,066	1,824	0,918	7,356

3. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПУСКОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА В ФУНКЦИИ ВРЕМЕНИ

3.1 Разработка принципиальной схемы управления

Принципиальная схема силовых цепей представлена на рисунке 7, принципиальная схема цепей управления представлена на рисунке 8 (см. Чиликин М. Г. «Общий курс электропривода»). Управление пуском электродвигателя будем осуществлять с помощью электромагнитных реле времени (РУ1…РУ3), включенных через вентиль V. Для защиты цепей двигателя от коротких замыканий служат максимальные реле (РМ1…РМ3), от перегрузки — тепловые реле РТ, нагревательные элементы которых включены через трансформаторы тока ТТ1 и ТТ2. Цепи управления включены через автоматический выключатель, имеющий максимальную токовую защиту.

3.2 Настройка каждого из используемых в схеме реле времени

Таблица 9 — Настройка каждого реле времени


Обозначение реле	РУ1	РУ2	РУ3
Выдержка времени, с	4,1	1,95	0,98

Рисунок 8 — Принципиальная схема управления пуском электропривода

3.3 Описание работы схемы управления пуском электропривода

Сначала подается напряжения переменного тока, включаются выклю-чатели В и В А. При включении В, А включится реле РУ1 и замыкающие контакты закроются. Таким образом подготавливается цепь включения РУ2 и КЛ; размыкающий контакт РУ1 разомкнётся и выключит цепь катушек контакторов ускорения КУ1, КУ2 и КУЗ.

При нажатии кнопки КнП, через замкнувшийся контакт реле РУ1 включится контактор КЛ, подается напряжение на обмотку статора двигателя М; в обмотку ротора при этом включены все пусковые резисторы — начинается пуск привода на первой реостатной характеристике.

При включении контактора КЛ один из его замыкающих вспомо-гательных контактов шунтирует кнопку КнП, это позволяет не удерживать ее в нажатом состоянии, а другой замыкающий — подает питание на цепь кату-шек реле ускорения РУ2 и РУЗ. Размыкающий вспомогательный контакт К Л отключит цепь реле РУ1; так как оно отпускает якорь с выдержкой времени при отключении ее катушки, то РУ2 сразу не выключится и его размыкающий контакт РУ2 будет открыт. Размыкающий контакт РУ1 остается открытым; по истечении выдержки времени реле РУ1 его замыкающий контакт откроется, а размыкающий — закроется. Включается контактор КУ1, и будет шунтирована первая пусковая ступень резистора— двигатель с первой реостатной характеристики перейдет на вторую, разгоняясь до большей угловой скорости. Кроме того, выключится реле времени РУ2, и его размыкающий контакт с выдержкой времени замкнет цепь катушки контактора КУ2 — шунтируется вторая пусковая ступень резистора — двигатель переходит на третью реостатную характеристику. После размыкания с выдержкой времени замыкающего контакта РУ2 выклю-чится реле РУЗ — с выдержкой времени, на которое настроено реле РУЗ (соответственно времени пуска двигателя на последней реостатной характеристике), замкнется его контакт РУЗ, и включится контактор КУЗ, обмотка ротора М окажется замкнутой накоротко, и двигатель начнет разгоняться в соответствии с его естественной характеристикой. Заканчивается ступенчатый пуск асинхронного двигателя, контролируемый в функции времени электромагнитными реле времени РУ1, РУ2, РУЗ.

При нажатии кнопки КнС, двигатель остановится.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Любое современное производство, в любой области техники приводится в действие автоматизированным электроприводом. В электроприводе основным элементом, непосредственно преобразующим электрическую энергию в механическую, является двигатель, который чаще всего управляется при помощи соответствующих преобразовательных и управляющих устройств.

Управление осуществляется, как уже было сказано выше, в функции времени. Достоинством схем управления, работающих в функции времени, является отсутствие опасности сколько-нибудь продолжительной работы двигателя с неполной угловой скоростью, чего не удается избежать в схемах, использующих принципы управления в функции угловой скорости или функции тока. Опасность, возникающая при весьма резком возрастании нагрузки, устраняется наличием максимальной защиты, с помощью которой двигатель отключается от сети.

Простота и надежность в работе, так же как и возможность применения однотипных реле времени, привели к широкому применению электроприводов, управляемых в функции времени.

1. Вешеневский С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе. М.: Энергия, 1977.

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

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой