Контрольная работа: Расчеты показателей привода лебедки
6138Вт ≈
5931,5Вт баланс сошелся.
2.8 Определить
добавочное сопротивление при спуске груза в режиме динамического торможения (рисунок
5) при скорости 0,5ωн:
Найдем скорость
двигателя:
рад/с.
Выражение (4)
примет вид:
Найдем от сюда
Rд
Ом,
Составим баланс
мощности:
,
2877,3Вт ≈
2880,1Вт баланс сошелся
2.9 Определить
скорость реального холостого хода, момент на валу двигателя соответствующей номинальной
скорости:
Н.м,
рад/с,
Н.м.
Задача 3
Выбрать асинхронный
двигатель типа: 4А, АИР. По значениям необходимой мощности и скорости лебедки, по
паспортным данным электродвигателя рассчитать и построить:
3.1 Естественную
механическую характеристику по пяти точкам. Определить скорость при подъеме груза;
3.2 Естественную
электромеханическую характеристику по четырем точкам. Определить величину тока при
подъеме груза;
3.3 Написать уравнение
механической характеристики выбранного двигателя (формула Клосса) и построить график
этой характеристики;
3.4 Искусственные
механическую и электромеханическую характеристики двигателя при понижении напряжения
на 30%. Определить возможность подъема груза, скорость и величину тока;
3.5 Полагают,
что выбранный двигатель имеет фазный ротор. Построить искусственную характеристику
при введении в цепь ротора добавочного сопротивления в 4 Rрот. Определить скорость подъема.
3.6 Искусственную
механическую характеристику при повышении и понижении на 30% частоты сети. Определить
рабочую скорость подъема груза и возможность установившейся работы двигателя;
3.7 Определить
скорость опускания груза в режиме сверхсинхронного торможения;
3.8 Рассчитать
значения добавочных активных сопротивлений в цепи статора ограничивающий пуск до
2Iн;
3.9 Графическим
или графоаналитическим методами рассчитать добавочное сопротивление в цепи ротора
двигателя в 3 и более ступени.
Решение:
Паспортные данные:
4А132S6У3
Рн=5,5
кВт SH=4,1% ή=85%
mп=2 n0=1000 об/мин cosφ=0,8
mmin=1,6 Uл=380 Вmmax=2,2 iп=7
3.1 Естественную
механическую характеристику по пяти точкам. Определить скорость при подъеме груза:
1 точка - точка синхронной скорости
М=0
рад/с (1)
где f- частота сети,
р- число пар полюсов.
2 точка – точка номинальной скорости
и номинального момента
рад/с (2)
где SH- номинальное скольжение двигателя.
Н.м
3точка – точка критического момента
Значение критического
скольжения определяется:
рад/с
(3)
где Sк- номинальное скольжение двигателя.
Н.м
4 точка – точка минимального момента
рад/с
Н.м
5 точка – точка пускового момента
ω=0
Н.м
3.2 Естественную
электромеханическую характеристику по четырем точкам. Определить величину тока при
подъеме груза:
1 точка – точка синхронной скорости
Из выражения (1)
известно:
рад/с
Ток статора, соответствующий
w0 (ток намагничивания):
А
2 точка – номинальная
А
Из выражения (2)
известно:
рад/с
3 точка – точка критического скольжения
А
А
Из выражения (3)
известно
рад/с,
4 точка – пусковая
ω=0
А
Таблица 1.Полученные
результаты
S |
0 |
0,041 |
0,1 |
6/7 |
1 |
ω, рад/с |
157 |
150,6 |
141,3 |
22,4 |
0 |
ME,
H.м, (3.1)
|
0 |
35,8 |
78,8 |
57,3 |
71,6 |
MИ, H.м, (3.4)
|
0 |
17,5 |
38,6 |
28,1 |
35,1 |
IE,
A, (3.2)
|
5,1 |
12,3 |
64,6 |
- |
86,1 |
IИ, A, (3.4)
|
3,6 |
8,6 |
45,2 |
- |
60,3 |
По полученным
данным строим характеристики (рисунок 6 и рисунок 7).
3.3 Написать уравнение
механической характеристики выбранного двигателя (формула Клосса) и построить график
этой характеристики:
По формуле Клосса
рассчитаем моменты двигателя:
1 точка: при S=0:
2 точка: при S=0,0041:
H.м,
Таблица 2.
Результаты
S |
ω, рад/с |
Mклосса, H.м
|
0 |
157 |
0 |
0,041 |
150,6 |
56,8 |
0,1 |
141,3 |
78,8 |
0,857 |
22,4 |
19,5 |
1 |
0 |
16,8 |
По полученным
данным строим характеристики (рисунок 6)
3.4 Искусственные
механическую и электромеханическую характеристики двигателя при понижении напряжения
на 30%. Определить возможность подъема груза, скорость и величину тока
Найдем момент
сопротивления и ток при U=0,7UH:
Полученные результаты
заносим в таблицу №1. По данным из таблицы №1 строим электромеханические и механические
характеристики(рис.6 и 7).
3.5 Полагают,
что выбранный двигатель имеет фазный ротор. Построить искусственную механическую
(рис. 6) характеристику при введении в цепь ротора добавочного сопротивления в 4
Rрот. Определить скорость подъема.
,
,
Найдем Skи из формулы:
,
Зная критическое
скольжение, найдем скорость двигателя:
рад/с.
3.6 Искусственную
механическую характеристику при повышении и понижении на 30% частоты сети. Определить
рабочую скорость подъема груза и возможность установившейся работы двигателя:
а) Найдем скорость
двигателя и момент сопротивления при повышении частоты на 30%:
рад/с,
Зная скорость
и скольжение найдем критический момент сопротивления двигателя:
Н.м,
По значению критического
момента найдем момент сопротивления двигателя по формуле Клосса:
1 точка: при S=0:
2 точка: при S=0,041:
Н.м,
Таблица 3.
Результаты
S |
0 |
0,041 |
0,1 |
0,857 |
1 |
, рад/с (3.6-а)
|
204,1 |
195,8 |
183,7 |
29,1 |
0 |
, Н.м, (3.6-а)
|
0 |
33,6 |
46,6 |
11,5 |
9,9 |
, рад/с (3.6-б)
|
109,9 |
105,4 |
98,9 |
15,7 |
0 |
, Н.м, (3.6-б)
|
0 |
115,9 |
160,8 |
39,8 |
34,3 |
б) Найдем скорость
двигателя и момент сопротивления при понижении частоты на 30%:
рад/с,
Зная скорость
и скольжения найдем критический момент сопротивления двигателя:
Н.м,
По значению критического
момента найдем момент сопротивления двигателя по формуле Клосса:
1 точка: при S=0:
2 точка: при S=0,041:
Н.м,
Остальные моменты
рассчитываются аналогично. Результаты заносим в таблицу 3. По данным из таблицы
3 строим график механической характеристики(рис.8).
3.7 Определить
скорость опускания груза в режиме сверх синхронного торможения:
Примем ,
Тогда механическая
характеристика в режиме сверх синхронного торможения примет вид(рис.6) .
,
Скорость в режиме
сверхсинхронного торможения будет находиться графически. Из задачи 1 берем момент
сопротивление при спуске и откладываем его на графике. Из точки пересечения момента
и механической характеристики сверх синхронного торможения проводим прямую до оси
скоростей и получаем скорость двигателя при спуске.
160рад/с
3.8 Рассчитать
значения добавочных активных сопротивлений в цепи статора ограничивающий пуск до
2Iн;
А,
А,
Ом,
Ом,
Известно, что
cosφН=0,80
Для расчета RДОБ и xДОБ надо знать cosφПУСК:
Активное сопротивление
рассчитываем по формуле:
Ом,
Индуктивное сопротивление
рассчитываем по формуле:
Ом,
Считаем RДОБ и xДОБ :
Ом,
Ом.
3.9 Графическим
методом рассчитать добавочное сопротивление в цепи ротора двигателя при пуске в
3 и более ступени.
4АК160S6У3
Строим естественную
механическую характеристику по 3 точкам.1 точка -
точка синхронной скорости
М=0
рад/с (1)
где f- частота сети,
р- число пар полюсов.
2 точка – точка номинальной скорости
и номинального момента
рад/с (2)
где SH- номинальное скольжение двигателя.
Н.м
3точка – точка критического момента
рад/с (3)
где Sк- номинальное скольжение двигателя.
Н.м
Строим механическую
характеристику при номинальном моменте(рис.9):
Нм
Нм
Определим масштаб:
,Ом,
Определяем сопротивления
по ступеням:
Как проверку определим
сопротивление ротора и сравним его с полученным графическим методом:
0,36≈0,4,
отсюда следует решение верно.
Список литературы
1.Грачев Г.М. «Электромеханические
свойства двигателей» Челябинск,2006
2. «Справочник по электрическим
машинам» под ред.Копылова И.П.-Москва,Энергоатомиздат,1988
3.Н.И. Кондратенков, Л.А.
Баранов, Л.А. Саплин, В.И. Антони «Электропривод и электрооборудование в сельском
хозяйстве» Челябинск,2003
4. Г.М. Грачев, А.С. Знаев,
В.И. Антони «Методические указания к контрольным заданиям по основам электропривода»-Челябинск,1993
5. А.Г. Возмилов, М.Я. Ермолин,
И.М. Кирпичникова, В.Н. Сажин «Электрооборудование и средства автоматизации в агропромышленном
комплексе»-Челябинск,2008
6.Кондратенков Н.И., Грачев
Г.М., Антони В.И. «Электропривод в сельском хозяйстве». Челябинск,20002.
|