Для трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором серии АК, напряжение питающей сети 220/380 В, частота сети 50 Гц, по данным таблицы 1.3 определить номинальный вращающий момент на валу двигателя Мн, мощность электрических потерь в обмотке ротора Р2э, коэффициент полезного действия ηном, активное сопротивление ротора r2. Определить аналитическим и графическим способом сопротивление пускового реостата. Режим пуска форсированный. (Механическими потерями пренебречь).
Определить сопротивление резистора противовключения при реверсе двигателя с начальным тормозным моментом 1,3Ми, если частота вращения n2.
Дано:
Рн = 7,5 кВт;n2 = 702 об/мин;λ = Mmax/MН = 2,6;
Ерн = 185 В;Iрн = 28 Аcos φ = 0,69;
I1ЛY = 21,2 А;r1 = 0,788 Ом;МТ = 1,3 МН;
Решение
Определение числа полюсов двигателя.
Приближенное число пар полюсов р двигателя определяется по формуле
р = 60f1/n2 = 60*50/702 = 4.27 = 4 пары
где: f1 – частота питающей сети, Гц;
n2 – частота вращения ротора, об/мин.
Число пар полюсов р двигателя
р = 4 пары
Число полюсов
2р = 4·2 = 8 полюсов.
2. Определение номинального скольжения.
Синхронная частота n1 двигателя определяется по формуле n1 = 60f1/p = 60*50/4 = 750 об/мин;
где: f1 – частота питающей сети, Гц;
Номинальное скольжение S определяется по формуле
SH = (n1 – n2)/n1 = (750 - 702)/750 = 0.064 = 6,4 %
где: n1 – синхронная частота, об/мин; n2 – частота вращения ротора, об/мин.
3. Определение номинального вращающего момента на валу двигателя.
Номинальный вращающий момент Мн на валу двигателя определяется по формуле
Mн = 9,55P2/ n2= 9.55 * 7500/702 = 102.03 Н∙м
где: Р2 – номинальная мощность двигателя, об/мин;
n2 – частота вращения ротора двигателя.
4. Определение мощности Р1, потребляемой двигателем из сети.
Мощность, потребляемая двигателем из сети, определяется по формуле
Р1 = √3Uн I1Ycos φ = 1.732 * 380 * 21,2 *0.69 = 9627,56 Вт,
где: U – номинальное напряжение сети, В;
I1Y – ток двигателя при подключении двигателя по схеме звезды;
cos φ - коэффициент мощности двигателя.
5. Определение номинального КПД двигателя.
Номинальный КПД двигателя определяется по формуле
ηном = Р2ном /Р1ном = 7,5/9,62756 = 0,779 = 77,9 %
6. Определение мощности потерь в обмотке ротора.
Мощность потерь в обмотке ротора Р2Э двигателя определяется по формуле
Р2Э = Мн ⍵0·Sн ,
где: ⍵0– круговая циклическая частота,
⍵0 = 2πn1/60 = 2 * 3,14 * 750/60 = 78.5 c-1
Мощность потерь в обмотке ротора
Р2Э = 102.03 · 78.5 · 0.064 = 512.6 Вт.
7
. Определение активного сопротивления обмотки ротора.
Активное сопротивление обмотки ротора r2 двигателя определяется по формуле
r2 = R2HSн = Eрн/(√3 * Iрн) * Sн =3,81*0.064 = 0.244 Ом ∙
где: R2н – активное сопротивление неподвижного ротора, Ом, которое определяется по формуле
R2н = Ер.н/(√3 Iр.н) = 185/(1.732*28) = 3,81 Ом
8. Определение сопротивления пускового реостата.
8.1.Аналитическое определение сопротивления пускового реостата
Задаемся максимальным пусковым М1 и предварительно переключающим М2 моментами.
М1 =2,5·Мн = 2,5·102.03 = 255.075 Н·м;
М2 =1,2·Мн =1,2·102.03 = 122,76 Н·м.
Предварительное число ступеней m резистора пускового реостата определяется по формуле
m = lg [10000/( Sн/М1)] /lg λ; /
где λ = М1/М2 = 2,5 МН/1,2 МН = 2,0833
Sн - номинальное скольжение в %;
М1 – максимальный (пиковый) момент в % от номинального
Предварительное число ступеней резистора
m = lg [10000/(6,4*250)] /lg 2,0839 = 2,37
Принимаем m = 3, тогда
λ = m10000 SH*M1 = 310000 6.25*250 = 1.842
тогда точное значение переключающего момента
М2 = М1/λ = 2,5 МН/1,842 = 1,357 МН: что удовлетворяет условию М2 > 1.1 Мн
Находим сопротивления секций пускового реостата;
активное сопротивление третьей секции реостата
rд3 = r2(1 – λ) = 0.244(1 – 1.842) = 0.205 Ом;
активное сопротивление второй секции реостата
rд2 = rд3λ = 0.205 * 1,842 = 0.378 Ом;
активное сопротивление первой секции реостата
rд1 = rд2λ = 0.378 * 1,842 = 0,697 Ом.
полное сопротивление пускового реостата
rд = rд1 + rд2 + rд3 + 0.697 + 0.378 + 0.205 = 1.28 Ом
Находим сопротивления ступеней пускового реостата;
R1 = r2 + rд1 + rд2 + rд3 = 0.244 + 0.697 + 0.378 + 0.205 = 1.524 Ом;
R2 = r2 + rд2 + rд3 = 0.244 + 0.378 + 0.205 = 0,827 Ом;
R3 = r2 + rд3 = 0.244 + 0.205 = 0,449 Ом;
8.2