ЭЛЕКТРОПРИВОД И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ

расчет электропривода с учетом приводных характеристик рабочих машин, динамики пуска и торможения, расчета тепловых процессов при нагреве и охлаждении двигателя

ЗАДАЧА 1

'Для асинхронного трехфазного электродвигателя номинальной мощности РН, включенного на номинальное напряжение сети UН, определить:

'1 - номинальный вращающий момент Мн, Н'м;

'2 - максимальный (критический) момент Мmax, H'м;

'3 - пусковой момент Мп, Н'м;

'4 - номинальный ток Iн, А;

'5 - пусковой ток Iп, А;

'6 - скольжение при номинальной нагрузке Sн, %;

'7 - мощность, потребляемую из сети Рн, при номинальной нагрузке,

кВ'А.Построить механическую характеристику электродвигателяS='(Мдв) по 8 точкам: для скольжения S=0; S=Sн; S=Sкр; S=0,1; S=0,3;

S=0,5; S=0,8; S=1.

'Определить пусковой момент заданного двигателя, но при напряжении, равном 0,8 номинального.'Определить момент сопротивления механизма для указанных точек скольжения. Таблица 1

Технические данные электродвигателя и рабочей машины для решения задач 1 и 2 Вариант'Тип двигателя'Рн,

кВт 0,

об/

мин к, п 0'k1 ,

%'cos''S,

% н,

об/

мин'Мсн,

Н'м пер,

%'X'Iдв,

кг'м2'Iр'м

кг'м2 1'АИР 90 2'3,0'3000'2,2'2,0'1,6'7,0'84.5'0,88'5,0'1440'19,0'0,92'1'0,004'0,5 Построить механическую характеристику рабочего механизма, совместив ее с графиком механической характеристики электродвигателя.

'Определить значение момента рабочей машины при установившемся режиме работы электропривода.

'Проверить рассматриваемый электропривод на устойчивость.

Исходные данные для решения задач приведены в таблице I.

Расчет вести в системе СИ.

Решение

При решении задачи 1 расчет механической характеристики электродвигателя S=''(Mдв) производим по уточненной формуле Клосса:

(1)

где — максимальный вращающий момент (2)

электродвигателя, Н'м

(3)

где — критическое скольжение электродвигателя, соответствующее максимальному вращающему моменту:

'(4)

где — номинальное скольжение электродвигателя, соответствующее номинальному вращающему моменту.

'(5)

где — угловая скорость электромагнитного поля статора, С-1

'(6)

где — частота вращения магнитного поля статора, об/мин;

— число пар полюсов электродвигателя (определяется по марке электродвигателя);

'=50 Гц — частота тока в электрической сети.

Для данных условий:

Вращающий пусковой момент электродвигателя при S=1 ('=0) и минимальный момент при S=0,8 определяем, используя кратности пускового ('п и минимального '0 моментов, по выражениям:

; (7.9)

где — номинальный вращающий момент электродвигателя, Н'м;

— номинальная мощность электродвигателя, Вт;

= 0,105'nн '(10)

где — номинальная угловая скорость электродвигателя, С-1;

— номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин.

Для данных условий:

Остальные вращающие моменты электродвигателя для скольжений от 0 до 0,5 рассчитываем по формуле (1), приняв в ней с достаточной степенью точности отношение активного сопротивления обмотки фазы ротора, равным единице.

Данные расчета механической характеристики '='(Мдв) сводим в таблицу 2. Переход от скольжения S к частоте n и угловой скорости ' производим по формуле:

(11)

Таблица 2

Результаты расчета механической характеристики электропривода.

0' 0,53'0,1' =0,24'0,3'0,5'0,8'1,0 ,

об/мин' =3000' =1440 2700' =2285,8'2100'1500'600'0 ,

С-1' =315' =151,2'283,5' =240'220,5'157,5'63'0 ,

Н'м'0' =19,84'32,98' =43,65'42,72'35,41' =31,75' =39,68 На основе произведенных расчетов строим механическую характеристику электродвигателя (рис.1).

Рис. 1. Механическая характеристика электродвигателя

При решении задачи надо имеем ввиду, что значения вращающего момента, полученные расчетным путем по уравнению (1) для скольжения больших критического (для S=1; 0,8 и 0,5), не точны, поэтому при графическом построении механической характеристики электродвигателя необходимо внести поправки, считая за истинные данные значения М0 и Мп при скольженьях S=0,8 и S=1. При значении S=0,5 вращающий момент двигателя будет несколько занижен.

Механические характеристики электродвигателя и рабочей машины располагаем в первом квадранте с осями — ордината(функция) и

— абсцисса (аргумент).

Построение механической характеристики рабочей машины проводим по следующей зависимости:

(12)

где — номинальный момент сопротивления рабочей машины, Н'м;

— начальный момент сопротивления вращающегося механизма (без учета момента трения покоя), которые можно принять равным 0,2 , Н'м;

— показатель степени рабочей машины;

— номинальная угловая скорость рабочей машины, при которой

момент сопротивления равен номинальному, С-1;

— текущая угловая скорость вращения машины, С-1.

Для данной задачи:

.

По полученным данным строим таблицу 3.

Таблица 3

Механическая характеристика рабочей машины ωм'Мс 0'3,8 100'4,86 200'5,91 300'6,97 400'8,02 500'9,08 600'10,13 700'11,19 800'12,24 900'13,3 1000'14,36 1100'15,41 1200'16,47 1300'17,52 1400'18,58 По полученным результатам строим механическую характеристику рабочей машины (рис.2).

Рис. 2. Механическая характеристика рабочей машины

При совмещении в одних координатах осях механической характеристики рабочей машины с механической характеристикой электродвигателя, когда номинальная угловая скорость рабочей машины и номинальная угловая скорость вала электродвигателя не совпадают, т.е. когда имеет место установка редуктора, моменты сопротивления механизма Мсн и Мс'нач. должны быть приведены к угловой скорости вала ротора электродвигателя по соотношению:

'(13)

где i — передаточное число;

— КПД передачи

Так как текущая угловая скорость электродвигателя и скольжение S взаимосвязаны, то с учетом (II) уравнение (13) примет вид:

(14)

Электропривод будет статически устойчив, если при угловой скорости в точках характеристик, соответствующих равновесию моментов (Мдв=Мс), коэффициент жесткости механической характеристики рабочей машины 'с больше коэффициента жесткости механической характеристики электродвигателя, т.е. 'с>'дв.

;

(15)


Способ заказа и контакты