Асинхронный двигатель

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ. 3

РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ.. 3

МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПОСОБА СОЕДИНЕНИЯ ФАЗ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.. 8

ВЫБОР ПУСКОВОГО АППАРАТА.. 9

ВЫБОР ЗАЩИТНОГО АППАРАТА.. 11

ВЫБОР АППАРАТА УПРАВЛЕНИЯ.. 11

ВЫБОР СЕЧЕНИЯ И МАРКИ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ПРОВОДОВ ИЛИ КАБЕЛЯ С УКАЗАНИЕМ СПОСОБА ПРОКЛАДКИ.. 13

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. ПОВЫШЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ.. 13

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ЗА ОДИН МЕСЯЦ НЕПРЕРЫВНОЙ РАБОТЫ.. 14

ЗАДАНИЕ

Задание 1:

а) изучить рабочие характеристики асинхронного короткозамкнутого электродвигателя;

б) рассчитать и построить механическую характеристику М (S) согласно номеру варианта задания;

в) проверить возможность прямого пуска электродвигателя при питании его от трансформатора (при двух разных линейных напряжениях);

г) установить способ соединения фаз статора по заданному напряжению питающей сети.

Задание 2:

а) рассчитать и выбрать аппараты пуска, защиты и управления электродвигателем;

б) определить потребные сечения и марки соединительных проводов или кабеля и указать способы прокладки;

в) найти величину емкости батареи конденсаторов для повышения коэффициента мощности () электродвигателя до требуемого;

г) подсчитать расход электрической энергии нагруженным электродвигателем за один месяц непрерывной работы;

д) начертить принципиальную схему нереверсивного управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором (см. рис. 4).

Исходные данные к расчету

Тип двигателя	РН, кВт	При нормальной нагрузке						cos j требуемый	l	m0	К1
		nH, об/мин	Ток статора IH при напряжении, А			КПД, %	cos jH
			220В	380В	660В
4А90Д2У3	3,0	2840	10,61	6,13	3,54	84,5	0,88	0,94	2,5	2,1	6,5

РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Рабочие характеристики асинхронного двигателя показывают зависимо­сти скорости вращения п, КПД h, полезного момента М₂, коэффициента мощности cos j и тока I от полезной мощности Р2 при постоянных напряжениях и частоте f .

Скоростную характеристику - зависимость скорости вращения от полезной мощности - можно представить в виде кривой, слабо наклоненной к оси абсцисс. Скоростная характеристика асинхронного двигателя жесткая, т.е. скорость незначительно изменяется при изменении нагрузки.

Моментная характеристика – зависимость полезного момента от полезной мощности двигателя - представлена кривой, выходящей из начала координат и слегка изогнутой вверх, что объясняется уменьшением скорости вращения при увеличении полезной мощности.

Зависимость коэффициента мощности cos j от полезной мощности двигателя имеет сложный вид. Асинхронный двигатель потребляет индуктивный ток для создания магнитного потока. Величина этого тока очень мало зависит от нагрузки. Сos j трехфазных асинхронных двигателей всегда меньше единицы. Наименьшее значение он имеет при холостом ходе. Сos j холостого хода асинхронных двигателей обычно меньше 0,2.

С увеличением полезной мощности растет активная составляющая статорного тока, увеличивается и коэффициент мощности, достигая наибольшей величины (0,8-0,9) при достижении номинальной нагрузки, а затем сos j медленно уменьшается. Для двигателей большей мощности больше и номинальный коэффициент мощности.

Коэффициент мощности асинхронных двигателей сильно снижается при уменьшении загрузки. Для повышения сos j нужно подбирать по мощности такие двигатели, которые работают большую часть времени с полной нагрузкой.

Зависимость КПД от полезной мощности выражается типичной кривой, выходящей из начала координат и достигающей максимума примерно при 80 %-и нагрузке, а затем постепенно КПД уменьшается. Номинальное значение КПД асинхронных двигателей составляет величину в пределах 80-94 %. Большие значения КПД - у двигателей большой мощности. КПД короткозамкнутых двигателей несколько выше, чем фазных.

Зависимость тока двигателя от полезной мощности соответствует кривой, изогнутой кверху. При перегрузке ток двигателя увеличивается быстрее роста мощности, так как в этом случае КПД и сos j уменьшаются.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Механическая характеристика двигателя, если пренебречь активным сопротивлением обмотки статора, аналитически выражается следующей формулой:

где М - вращающий момент, развиваемый двигателем при скольжении S , Нм; Sк - критическое скольжение ротора.

Для увеличения пускового момента асинхронного короткозамкнутого двигателя и уменьшения пускового тока изготавливают специальные роторы: с глубоким пазом, с двойной беличьей клеткой и с увеличенным активным сопротивлением обмотки.

Перегрузочная способность электродвигателей с короткозамкнутым ротором доходит до 2,5-2,8.

Расчет. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором 4А90Д2У3 имеет следующие данные: Р_Н =3,0 кВт; n_H⁼ 2840 об/мин;

, Р=1

Требуется построить механическую характеристику М (S) двигателя при работе с номинальным напряжением.

Решение.

1. Скорость вращения магнитного поля

об/ мин

2. Номинальное скольжение

3.Критическое скольжение

4.Номинальный и максимальный (критический) моменты двигателя:

 Н*м

 Н*м