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);
Mп - 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:
Мп = 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: Pвн > Pmin Мдв> Мс. 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;
Iо - намагничивающий ток;
I2 - ток ротора;
G0 - эквивалент потерь мощности в стали;
B0 - эквивалент действия основного поля;
Rk - эквивалент потерь мощности в обмотках;
Xk - 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 A Zн5 = 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 мощности:
ΔPoeн5 = Pcoeн5 − Pвoeн5 = 0,127 ОЕ, ΔPн5 = ΔPoeн5·Sб5 = 73,37 кВт
Потери в меди:
ΔPмoe5 = I2oe5²·Rkoe5 = 0,043 ОЕ ΔPм5 = ΔPмoe5·Sб5 = 24,97 кВт
Потери в стали:
ΔPстoe5 = G0oe5 = 0,093 ОЕ ΔPст5 = ΔPстoe5·Sб5 = 53,8 кВт
3. ............ 
