Расчет мощности электрического двигателя

 

Рассчитываем синхронную скорость статора: 

                                                     (1.16) 

                                      

                         (1.17) 

где, -синхронная частота вращения, ; =50 - частота сети, Гц;    =1,2,3… - количество пар полюсов. Принимаем =2 из условия, что получившаяся синхронная скорость будет ближайшей большей к номинальной скорости двигателя. 

    Рассчитываем  критическое значение скольжения двигателя: 

                                                                            (1.18) 

                                          

    Построение  естественной характеристики ведем  в пределах s=0…1 или в системе М( ). 

                   (1.19) 

    Данные скольжения, скорости и момента, полученные при подставлении различных значений скольжения в формулу Клосса заносим в таблицу 1.2

 

Таблица1.2 - Данные для построения характеристики пуска и торможения. 

 

    По  данным таблицы 1.2 строим естественную механическую характеристику – рис. 1.1 
 

1.5 Построение диаграммы ступенчатого пуска и торможения двигателя 

     Построение  ступенчатой диаграммы пуска  двигателя, представленной на рис.1.1, ведем в следующей последовательности:

     Определяем  начальный пусковой момент: 

                             (1.20) 

    где -начальный пусковой момент; и - номинальные значения момента и скольжения; - средний пусковой момент; - число секций роторного резистора. 

    Принимаем такое значение , чтобы удовлетворялось условие: 

                                  (1.21) 

 

    Затем определяем момент переключения: 

                                                  (1.22) 

    

 

    Найденные значения моментов откладываем на оси абсцисс рис.1.1. Далее проводим прямые линии 1,2,3 и т.д. до естественной характеристики. При этом получаем что =4.

    Далеe производим построение характеристики торможения противовключением (на рис.2.1 – характеристика 5).

    На  оси абсцисс откладываем тормозной момент рассчитанный по формуле (8), а на оси ординат - . Точка В будет находится на пересечении линий, проведенных через полученные отметки. Искомая характеристика представляет собой прямую, проходящую через точку В пересекающую ось ординат при скорости . Точка А отвечает началу торможения, а точка С – его окончанию.

    При этом, средний тормозной момент будет  равен: 

                                                (1.23)

    где и - моменты соответствующие началу и окончанию режима торможения. 

,  

. 
 
 
 

1.6 Расчет роторных сопротивлений и их выбор 

    Расчет  роторных сопротивлений будем производить графическим методом . Для этого: 

    Рассчитываем  сопротивление обмоток ротора: 

                                                                                            (1.24)

 

    Рассчитываем  масштабный коэффициент: 

                                                                                                    (1.25)

 

    где -отрезок на диаграмме пуска  

    Рассчитываем сопротивления ступеней: 

                                                                                            (1.26) 

              

               

 

Рассчитываем  суммарное сопротивление пусковых ступеней ротора: 

                                                                        (1.27)

                        

 
 

    Рассчитываем  максимальное сопротивление при пуске: 

                                                                                          (1.28) 

                                         

    Определяем масштабный коэффициент для ступени противовключения: 

                                                                                              (1.29) 

 

где -отрезок на диаграмме торможения 

    Находим сопротивление секции противовключения: 

                                                                                 (1.30) 

                               
 

    Далее определяем пусковые токи: 

                                                                                                    (1.31) 

    где С-коэффициент связывающий значение тока с моментом. 

                                                   

                                                                                                     (1.32) 

                                              

                                                                                                   (1.33)

                                                 

    Рассчитаем  эквивалентное значение пускового тока: 

                                             (1.34) 

                            

Аналогично  рассчитываем тормозные токи:

                                                                                                 (1.35)

                                              

                                                                                                (1.36)

                                              

                                          (1.37) 

                                   

 

         После расчёта всех параметров выбираем роторные сопротивления по справочнику. Для сопротивлений всех секций мы берем 7 ящиков сопротивлений и соединяем их по схеме представленной на рис. 1.2 
 

Таблица 1.3 – Технические данные выбранных пусковых резисторов

 
 

Рисунок 1.2. – Соединение ящиков сопротивления для одной фазы роторной цепи

 

1.7 Построение переходных процессов пуска и торможения двигателя

 

1.8 Расчет переходных процессов при пуске двигателя 

    Переходные  процессы рассчитываются по общей формуле: 

                 

                                (1.38) 

    где , , -соответственно текущее ,начальное и конечное значение обобщенного параметра (скорости момента и тока двигателя); t –время, с; - электромеханическая постоянная времени, с.

    Для расчет электромеханической постоянно  времени  , рассчитываем значение скольжений двигателя на характеристик 1-5, в точках лежащих на линии номинального момента, из отношений (рис.1.3): 

                                                                            (1.39)

    где kr, ks – отрезки на линии , мм

                                                                            

                      

                      

      

     

          где   - скорость двигателя в точке 1. 

    Рассчитываем  электромагнитные постоянные двигателя для этих характеристик:

                                                                              (1.40) 

                          

                          

                      

 
 

    Далее рассчитываем  времена разгона двигателя на всех ступенях:

                                                                  (1.41)