Определить номинальный Mном, начальный пусковой Mпуск и максимальный Mmax моменты, номинальный I1ном и начальный пусковой I1пуск токи, частоту тока в роторе f2ном при номинальной нагрузке и в момент пуска f2пуск, число пар полюсов обмотки статора p, синхронную угловую частоту вращения магнитного поля ω1, а также угловую частоту вращения ротора ω2ном и мощность на зажимах двигателя P1ном при номинальном режиме работы.
Дополнительное задание. Определить максимальный момент Mmax двигателя при напряжении питающей сети, равном U1=0,9U1ном.
Дано: 4AA63B4; U1ном=220 В; f1=50 Гц; P2ном=0,37 кВт; n1н=1500 обмин; sном=9 %; ηном=0,68; cosφ1ном=0,69; mi=I1пускI1ном=4; mпуск=MпускMном=2; mmin=MminMном=1,5; mкр=MmaxMном=2,2.
Решение
Номинальная частота вращения двигателя:
n2ном=n1ном∙1-sном=1500∙1-0,09=1365 обмин
Номинальный момент, развиваемый двигателем:
Mном=9,55∙P2номn2ном=9,55∙0,37∙1031365=2,589 Н∙м
Пусковой момент:
Mпуск=mпуск∙Mном=2∙2,589=5,177 Н∙м
Максимальный момент:
Mmax=mкр∙Mном=2,2∙2,589=5,695 Н∙м
Номинальный ток:
I1ном=P2ном3∙U1ном∙ηн∙cosφ1н=0,37∙1033∙220∙0,68∙0,69=2,069 А
Пусковой ток:
I1пуск=mi∙I1ном=4∙2,069=8,278 А
Частота тока в роторе при номинальной нагрузке:
f2ном=f1sном=50∙0,09=4,5 Гц
Частота тока в роторе в момент пуска:
f2пуск=f1=50 Гц
Число пар полюсов обмотки статора:
p=60f1n1=60f1n1=2
Синхронная круговая частота вращения магнитного поля двигателя:
ω1=2πf1p=2π50p=157,08 с-1
Угловая частота вращения ротора:
ω2ном=πn2ном30=π136530=142,942 с-1
Мощность на зажимах двигателя P1ном при номинальном режиме работы
P1ном=P2номηн=0,370,68=0,544 кВт
При снижении напряжения питающей сети на 10 % по отношению к номинальному, т.е. при изменении напряжения в 0,9 раз все моменты изменятся в k=0,92=0,81 раз. При этом максимальный Mmax' момент:
Mmax'=kMmax=0,81∙5,695=4,613 Н∙м
Двигатель 4AA63B4 – электродвигатель серии 4, асинхронный закрытого исполнения, станина и подшипниковые щиты из алюминия, с высотой оси вращения 63 мм, большая длина сердечника при сохранении установочного размера, четырехполюсный.
Для построения механической характеристики момент рассчитываем по формуле:
M=2∙Mmaxssк+sкs
Критическое скольжение двигателя:
sкр=sномmкр+mкр2-1=0,092,2+2,22-1=0,374
Соответствующую моменту M частоту вращения двигателя находим по формуле n=n0∙1-s
Сведем в таблицу значения моментов и частот вращения, соответствующих скольжению от 0 до 1.
s 0 sн=0,09 0,1 0,2 0,3 sк=0,062 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
M, Н∙м
0 2,589 2,84 4,734 5,558 5,695 5,683 5,465 5,115 4,737 4,373 4,039 3,74
n2,
об/мин 1500 1365 1350 1200 1050 938,455 900 750 600 450 300 150 0
Тогда механические характеристики двигателя будут иметь вид (рис
. 9):
Рис. 9
43. Энергетическая диаграмма и внешняя характеристика генератора постоянного тока. Область применения.
В общем случае следует рассматривать три варианта энергетической диаграммы в зависимости от типа генераторов (рис. 10).
а)
б)
в)
Рис. 10
На рис. 10а представлена энергетическая диаграмма генератора с магнитным потоком, созданным постоянными магнитами.
Энергия, потребляемая от источника механической энергии (приводного двигателя), распределяется следующим образом. Часть мощности идет на преодоление механических потерь Pмех. Часть мощности идет на потери в стали Pст. Часть энергии теряется в цепи якоря Pм. Потери в цепи якоря, обусловленные нагреванием обмотки якоря, называют иногда потерями в меди. Полезная выходная мощность P2 равно произведению напряжения на выходе и тока нагрузки P2=UI. Таким образом:
P1=P2+Pмех+Pст+Pм
Генератор с независимым возбуждением получает механическую энергию от привода двигателя и от источника питания обмотки возбуждения Pв (10, б)