ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.

1.Пояснительная записка.

Предмет «Основы электропривода» предусматривает изучение режимов работы, характеристик, возможностей регулирования координат электроприводов постоянного и переменного токов. Программой предмета предусмотрено изучение основ расчета и выбора сопротивлений электрических приводов, определений энергетических показателей работ.

В процессе изучения учебного материала необходимо обращать внимание на современные достижения науки и техники в области энергомашиностроения, создания новых технических средств автоматизации, расширение применения

регулируемого электропривода.

Изучение предмета базируется на знании материала дисциплин»Техническая механика», «Теоретические основы электротехники», «Электрические измерения», «Электрические машины». В свою очередь он является базовым для изучения дисциплины «Системы автоматизированного управления электроприводом».

В результате изучения предмета «Основы электропривода» учащийся должен знать:

• механику электропривода,

• режим работы электродвигателей, способы пуска и торможения, естественные и искусственные механические характеристики электродвигателей,

• основные способы регулирования координат электроприводов постоянного и переменного тока,

• общие сведения о неустановившемся механическом движении электропривода,

• методику расчета пусковых и регулировочных сопротивлений,

• методику расчета мощности электродвигателя при различных режимах работы,

• принципиальные схемы электроприводов,

• правила и требования ТБ, ПС И ПБ.

Учащиеся должны уметь:

• составлять расчетные схемы механической части электропривода,

• производить расчеты неустановившегося механического движения электропривода,

• анализировать процессы, происходящие в электроприводе в различных режимах работы,

• рассчитывать механические и электромеханические характеристики электропривода,

• производить необходимые расчеты регулировочных и пусковых сопротивлений,

• делать расчеты по определению мощности электродвигателей,

• проводить проверку электродвигателей по перезагрузочной способности, пусковым условиям, нагреву.

Программа предмета «Основы электропривода»предусматривает самостоятельное изучение рекомендуемой литературы (см. список).

Учащиеся- заочники, в соответствии с учебным планом выполняют 1 контрольную работу и сдают экзамен.

Рекомендуемая литература.

Основная.

1.Васин.В.М. Электрический привод. -М.: Высшая школа, 1984

2. Москаленко В.В. Электрический привод.- М.: Высшая школа,1991

Дополнительная.

1. Яковенко В.С., Аренюк С.С., Царик В.М. – Расчет и конструирование элементов электропривода.- М.: Энергоиздат, 1987.

2. Цейтлин Л.С. Электропривод, электрооборудование и основы управления.- М.: Высшая школа, 1985.

3. Кацман М.М. Электрические машины и электропривод автоматических устройств.- М.: Высшая школа, 1987.

4. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. Елисеева В.А. и Шинянского А.В.- М.: Энергоиздат, 1983.

5. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. Круповича В.И.- М., Энергоатомиздат, 1982.

Содержание предмета.

Введение.

Понятие об электроприводе. Классификация электроприводов. Основные направления развития электропривода и его роль в народном хозяйстве.

Литература: [1, с. 4- 13 ]

Методические указания

Необходимо обратить внимание на роль и задачи электропривода, расширение сферы применения регулируемого электропривода постоянного и переменного тока.

Вопросы для самопроверки:

1. Каковы преимущества электрического привода по сравнению с другими видами привода исполнительных органов?

2. Как классифицируются электрические приводы?

3. Назвать основные этапы развития электрического привода.

4. Чем характеризуется развитие современного электрического привода?

Тема 1.1. Структура механической части электропривода.

Механические звенья электропривода. Расчетные схемы механической части

электропривода. Статические моменты сопротивления Приведение статических моментов и моментов инерции к одному валу. Понятие механической характеристики электродвигателя и исполнительного органа рабочей машины. Неустановившееся движение электропривода.

Практическая работа № 1.

Литература: [1, с. 6-15], [2, с. 14-34]

Методические указания.

Изучение данной темы необходимо сопровождать составлением уравнений движения, определение его параметров и построения совместной характеристики.

Вопросы для самопроверки:

1. Дать характеристику движения электропривода для следующих видов основного уравнения :

а). – М _дин = -М + М _ст

б). О = М – М _ст

2. Для чего выполняется операция приведения?

3. Какое движение называется установившимся, а какое- неустановившимся?

4. Что такое динамический момент ?

5. Что называют механической характеристикой двигателя?

Тема 2.1 Электропривод с двигателями постоянного тока независимого возбуждения.

Схема включения, режимы работы, электромеханические и механические характеристики. Пуск и торможение. Регулирование координат изменением сопротивления якоря, магнитного потока и подводимого к якорю напряжением. Расчет регулировочных и пусковых сопротивлений. Понятие импульсного регулирования.

Литература: [ 1, с. 15-31], [2, с. 46-85]

Методические указания.

Изучая данную тему, нужно научиться анализировать физические процессы, происходящие в различных режимах двигателя, рассчитывать и строить естественные характеристики при изменении сопротивления якоря, магнитного потока или величины подводимого напряжения, а также строить тормозные характеристики и рассчитывать тормозные сопротивления, строить пусковую диаграмму и определять сопротивление секций пускового реостата.

Вопросы для самопроверки.

1. Координаты каких точек нужно рассчитать, чтобы построить механическую характеристику ДПТ с независимым возбуждением?

2. Что общего у всех тормозных режимов?

3. Нарисовать схему включения ДПТ с независимым возбуждением?

4. Записать уравнение напряжений, ЭДС и момента для двигателя постоянного тока с незавершенным возбуждением.

5. В каком режиме работы двигателя постоянного тока с независимым возбуждением угловая скорость будет больше скорости холостого хода?

Тема 2.2. Электропривод с двигателя постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения.

Схемы включения, характеристики и режимы работы двигателей постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения.

Литература: [1, с. 31-36], [2, с. 91-95], [2, с. 104-105]

Методические указания.

Рассматривая схемы включения двигателей постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения, уяснить назначение обмоток параллельного и последовательного возбуждения. Необходимо отчетливо представлять достоинство и недостатки двигателей с различным типом возбуждения сравнивать и сопоставлять эти схемы. Особое внимание уделить изучению режимов работы.

Вопросы для самопроверки.

1. Какую роль играет последовательная обмотка, если основную МДС создает параллельная обмотка в двигателях со смешанным возбуждением?

2. Какой вид торможения невозможен в двигателях постоянного тока с последовательным возбуждением и почему ?

3. Почему механические характеристики ДПТ НВ прямолинейны, а последовательного возбуждения - криволинейны?

Тема 3.1. Электропривод с асинхронным двигателем переменного тока.

Схемы включения и режимы работы асинхронных двигателей . Электромеханические и механические характеристики асинхронных двигателей. Пуск и торможение. Регулирование координат с помощью сопротивлений, изменением числа пар полюсов, изменением величины и частоты подводимого напряжения. Каскадные схемы включения. Расчет пусковых сопротивлений для асинхронных двигателей.

Литература: [1, с. 36-49], [2, 106- 153 ].

Методические указания.

При изучении данной темы необходимо обратить внимание на различие схем включения асинхронного двигателя в зависимости от конструкции ротора, на различие пусковых свойств и способов регулирования скорости вращения Более подробно следует остановиться на расчете и построении естественной и искусственной механической характеристик. Необходимо проанализировать преимущества асинхронных двигателей, их использование в электроприводе. Обратить внимание на вид искусственных механических характеристик, полученных при изменении сопротивления якоря, числа полюсов, изменение величин и частоты подводимого напряжения .

Вопросы для самопроверки.

1. Почему скорость реального холостого хода асинхронного двигателя не совпадает с идеальной?

2. Какова возможная минимальная скорость в установившемся режиме асинхронного двигателя?

3. Какими способами могут быть получены механические характеристики асинхронного двигателя ( АД) ?

4. Почему индукционное торможение менее эффективно, чем конденсаторное.

5. Как изменяется вращающий момент АД во время пуска?

Тема 3.2. Электропривод с синхронными двигателями.

Схемы включения, характеристики и режим работы синхронного двигателя. Достоинства и недостатки синхронного двигателя, область его применения. Синхронный двигатель как компенсатор реактивной мощности систем электроснабжения. Регулирование скорости и торможение синхронного двигателя.

Литература: [1, с. 54-58], [2, с. 169- 177]

Методические указания.

Рассматривая схемы включения, характеристики и режим работы синхронного двигателя, следует более подробно остановиться на механической и угловой характеристике и на пуске синхронного двигателя, внимательно изучить работу СД как компенсатора реактивной мощности.

Вопросы для самоконтроля.

1. Как может включаться обмотка возбуждения СД при пуске?

2. Какие достоинства присущи СД?

3. Что такое угловая характеристика СД?

Тема 4.1. Энергетические показатели работы электропривода.

Потери мощности и энергии электроприводов. в установившемся режиме работы. Потери энергии при пуске и торможении электроприводов.

Литература: [1, с. 111- 115], [2, с. 197- 219]

Методические указания.

Следует обратить внимание на причины и величину возникающих потерь мощности энергии в установившемся и переходных режимах работы электропривода на способы снижения потерь. Особое внимание уделить коэффициенту полезного действия коэффициенту мощности электропривода.

Вопросы для самопроверки.

1. Что входит в состав постоянных и переменных потерь мощности?

2. Как связаны между собой потери мощности и энергии ?

3. Какие существуют способы снижения потерь энергии в переходных процессах ЭП?

4. Способы повышения коэффициента мощности.

Тема 4.2. Расчет мощности, выбор и проверка электродвигателей.

Нагрузочные диаграммы двигателей. Расчет мощности двигателей при различных режимах работы. Выбор и проверка двигателей по условиям пуска и перегрузочной способности.

Литература: [1, с. 116- 137], [2, с.220- 230].

Методические указания.

Изучить методы расчета мощности двигателей при продолжительном, кратковременном и повторно- кратковременном режимах работы различными методами. Изучить, как осуществляется выбор двигателей по условиям пуска и перегрузочной способности.

Практическая работа № 2.

Практическая работа № 3

Вопросы для самопроверки.

1. Асинхронный двигатель работает с номинальной нагрузкой и нагревается выше допустимой температуры. Каковы возможные причины перегрева? Какими способами можно снизить нагрев?

2. Почему температура двигателя, отключенного от сети, сначала падает быстро, а затем охлаждение замедляется?

3. В каком режиме работают двигатели в городском пассажирском энергетическом транспорте?

ПЕРЕЧЕНЬ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ ВОПРОСОВ

ПО ПРЕДМЕТУ

« ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА »

1. Понятие об электроприводе. Структурная схема автоматизированного электропривода.

2. Классификация электропривода.

3. Основные направления развития автоматизированного электропривода.

4. Механические звенья ЭП и их расчетные схемы.

5. Статический и динамический моменты в электроприводе.

6. Основное уравнение движения электропривода.

7. Понятие механической характеристики двигателя и исполнительного органа рабочей машины.

8. Жесткость механической характеристики.

9. Операция приведения статического момента и момента инерции к валу двигателя.

10. Схема включения ДПТ с НВ, особенности, применение.

11. Основные уравнения ДПТ НВ и естественная механическая характеристика.

12. Основные технические показатели двигателя постоянного тока.

13. Режим холостого ДПТ НВ и короткое замыкание.

14. Двигательный режим ДПТ НВ и его характеристика.

15. Генераторный режим работы ДПТ НВ, параллельный с сетью и его характеристика.

16. Генераторный режим работы ДПТ НВ, последовательный с сетью и его характеристика.

17. Режим автономного генератора и его характеристика.

18. Электромеханическая и механическая характеристики ДПТ НВ, их характерные точки.

19. Качественные показатели регулирования скорости двигателей.

20. Регулирование скорости вращения ДПТ НВ путем изменения магнитного потока.

21. Регулирование скорости вращения ДПТ НВ изменением подводимого к якорю напряжения.

22. Регулирование скорости вращения ДПТ НВ изменением сопротивления в цепи якоря.

23. Регулирование скорости в системе «Преобразователь-двигатель».

24. Регулирование скорости в системе «Преобразователь-двигатель».

25. Расчет пусковых сопротивлений для ДПТ НВ графо-аналитическим методом.

26. Синхронный двигатель. Особенности, область применения.

27. Синхронный двигатель как компенсатор реактивной мощности системы электроснабжения. Угловая характеристика синхронного двигателя.

28. Пуск синхронного двигателя. Схема пуска СД с ограничением тока с помощью реактора.

29. Пуск синхронного двигателя. Схема пуска СД с помощью автотрансформатора.

30. Схемы включения ДПТ (с независимым возбуждением, параллельным возбуждением и последовательным).

31. Электромеханическая характеристика ДПТ с последовательным возбуждением.

32. Энергетические режимы работы двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

33. Продолжительный режим работы двигателей и его характеристика.

34. Повторно-кратковременный режим работы двигателей и его характеристика.

35. Кратковременный режим работы двигателей и его характеристика.

36. Критерии выбора двигателей для ЭП.

37. Классы изоляции электрических машин.

38. Расчет мощности двигателя по методу средних потерь.

39. Расчет мощности двигателя по методу эквивалентных величин.

40. Проверка двигателей по условиям пуска и перегрузочной способности.

41. Выбор электропривода по технико-экономическим показателям.

42. Коэффициент мощности электропривода.

43. Потери мощности энергии при переходных процессах.

44. Потери мощности энергии в установившихся режимах.

45. Особенности выбора двигателя по мощности регулируемого электропривода.

46. Асинхронный двигатель: схемы включения, особенности, область применения.

47. Основные технические характеристики асинхронного двигателя.

48. Динамическое торможение АД с самовозбуждением.

49. Динамическое торможение АД с независимым возбуждением.

50. Торможение АД противовключением и его характеристика.

51. Режим рекуперативного торможения АД.

52. Регулирование скорости вращения АД путем изменения числа пар полюсов («звезда-двойная звезда»)

53. Регулирование скорости вращения АД путем изменения числа пар полюсов («треугольник-двойная звезда»).

54. Регулирование скорости вращения АД изменением частоты тока.

55. Регулирование скорости вращения АД введением сопротивления в цепь ротора.

56. Регулирование скорости вращения АД изменением величины подводимого напряжения.

57. Холостой ход и короткое замыкание 3-х фазного асинхронного двигателя.

58. Характерные точки естественной механической характеристики асинхронного двигателя.

Указания по выполнению контрольной работы по предмету

«Основы электропривода».

При выполнении контрольной работы необходимо выполнять следующие требования:

1. написать условия задачи и вопросы,

2. в приведенных формулах обязательно дать расшифровку входящих в нее величин и указать размерность,

3. работа должна быть написана чернилами или пастой синего цвета, схемы и графики вычерчены карандашом на миллиметровой бумаге с соблюдением действующих ГОСТов,

4. все страницы контрольной работы необходимо пронумеровать,

5. в тетради необходимо оставлять поля для замечаний и место в конце работы для рецензии преподавателя,

6. обязательно следует указать литературу, использованную при выполнении контрольной работы,

7. при ответе на вопросы недопустимо механическое переписывание материала учебника,

8. в конце работы ставится подпись учащегося и дата выполнения задания.

ЗАДАНИЕ №1.

1. Какая особенность ДПТ НВ и ДПТ параллельного возбуждения отличает их от других двигателей постоянного тока.

2. Почему генераторный режим называется тормозным?

3. Координаты каких точек нужно рассчитать, чтобы построить механическую характеристику ДПТС НВ?

4. Какой вид торможения невозможен в двигателях постоянного тока с последовательным возбуждением и почему?

5. Почему механические характеристики ДПТ НВ и ДПТ параллельного возбуждения прямолинейны, а у ДПТ последовательного возбуждения- криволинейны?

6. Как изменится скорость двигателя последовательного возбуждения, если уменьшить сопротивление шунта?

7. Почему механические характеристики ДПТ с параллельным возбуждением при различных напряжениях на якоре параллельны друг другу?

8. Почему скорость реального холостого хода АД не совпадает с идеальной?

9. Какова возможная минимальная скорость в установившемся режиме асинхронного двигателя?

10. Координаты каких точек нужно рассчитать, чтобы построить механическую характеристику АД?

11. Перечислить способы получения репуперативного торможения для ДПТ НВ.

12. Как ослабить динамическое торможение АД?

13. Как усилить конденсаторное торможение?

14. Почему индукционное торможение менее эффективно, чем конденсаторное?

15. Какой вид торможения имеет место в шифтах с двухскоростным АД? Почему?

16. Как изменяется вращающий момент АД во время пуска?

17. Какой режим торможения считается самым эффективным и почему?

18. Почему с уменьшением частоты переменного тока, подаваемого на АД, необходимо пропорционально уменьшать и напряжение?

19. Каким образом можно получить динамическое торможение для АД с фазным ротором? Нарисовать схему.

20. Назвать главную отличительную особенность режима репуперативного торможения для АД

21. Почему при соединении обмоток статора в двойную звезду ток в каждой фазе можно пропустить в 2 раза больше, чем при соединении в звезду или треугольник?

22. Будет ли иметь место режим короткого замыкания для ДПТ, его цепь якоря замкнуть попарно? Почему?

23. Назвать, в каком режиме ДПТ одновременно получает энергию и электрическую и механическую? Показать этот режим на характеристике.

24. Пояснить, почему механическая и электромеханическая характеристики изображаются совмещенными? Назвать их характерные точки.

25. Описать основную схему включения ДПТ НВ. Нарисовать ее.

26. Что такое пусковая диаграмма и что является исходными данными для ее построения?

27. Назвать отличительные особенности частотного способа регулирования скорости вращения АД?

28. Как определить приведенный момент инерции I при подъеме и спуске груза?

29. Для чего операции приведения?

30. Что называют одномассовой системой?

31. Какими способами можно оценить устойчивость установившегося движения?

32. Как определить приведенный момент нагрузки М_с при подъеме груза в случае прямолинейного и вращательного движения?

33. В каком случае возникает неустановившееся движение ЭП?

34. Какое движение называется установившимся, а какое -нет? Привести пример.

35. В чем отличие расчета приведенного момента нагрузки при различных направлениях потока энергии в механической части ЭП?

36. Дать понятие механических характеристик двигателя и исполнительного органа и привести пример.

37. Как с помощью механических характеристик двигателя и исполнительного органа определить скорость установившегося движения?

38. Чем отличается активный момент от реактивного?

39. Что называется динамическим моментом ЭП?

40. Что называют жесткостью механической характеристики, как она определяется?

41. Пояснить правило знаков момента в уравнении движения?

42. Как выполняется проверка установившегося движения?

43. Какими силами создается активный момент нагрузки? Привести примеры действия активного момента.

44. Всегда ли будет противодействовать движению реактивный момент нагрузки? Какими силами он создается?

45. Какие параметры ЭП называют приведенными и для чего выполняют операцию приведения?

46. Охарактеризовать реостатный способ регулирования скорости вращения ДПТ НВ

47. В какой режим перейдет работать двигатель без отключения от сети только за счет действия активного момента нагрузки на его валу?

48. Какими способами можно получить торможение противовключением для ДПТ НВ. Нарисовать схему включения.

49. При каком тормозном режиме возникают большие значения тока и момента? Охарактеризовать данный режим.

50. Оказывает ли влияние на характеристики асинхронного двигателя в двигательном режиме конденсаторная батарея, подключаемая параллельно обмоткам статора? Почему?

51. Какие показатели регулирования вам известны? Пояснить их.

52. Пояснить как происходит динамическое торможение асинхронного двигателя?

53. В каком режиме асинхронного двигателя скорость ротора больше скорости поля? Охарактеризовать данный режим.

54. Можно ли осуществить торможение асинхронного двигателя при его питании от сети переменного тока? Какими способами?

55. В каком режиме асинхронного двигателя скольжение становится отрицательным? Охарактеризовать данный режим.

56. От чего зависит интенсивность конденсаторного торможения? Нарисовать возможные при этом варианты механических характеристик.

57. Можно ли использовать полупроводниковые диоды и резисторы для получения торможения? Пояснить и обосновать свой ответ.

58. В каком режиме асинхронного двигателя кинетическая энергия переходит сначала в электрическую, а затем в тепловую? Охарактеризовать данный режим.

59. Пояснить от чего зависит синхронная скорость вращения АД?

60. Пояснить, от чего зависит скорость вращения холостого хода ДПТ НВ. Как определяется ее значение?

61. Сколько граничных точек имеет двигательный режим АД? Показать эти точки на механической характеристике.

62. За счет чего достигается резкое уменьшение синхронной скорости при рекуперативном торможении?

63. С какой целью при реализации торможения в цепь ротора или статора АД включают добавочные резисторы? Как выбирают их величину?

64. Почему конденсаторное торможение при малых скоростях еще менее эффективно, чем динамическое? Пояснить.

65. Из какого условия выбирается величина тормозного сопротивления при рекуперативном торможении?

66. При каком способе регулирования скорости вращения ДПТ НВ практически отсутствуют потери мощности? Охарактеризовать данный способ.

67. Можно ли ступенчато изменять скорость вращения асинхронного двигателя? Обосновать ответ.

68. Из какого условия выбирают величину тормозного сопротивления при динамическом торможении? Для чего на время торможения вводится сопротивления?

69. В каких электроприводах применяют синхронные двигатели? Какими отличительными особенностями они обладают?

70. Какой вид торможения используются для синхронного двигателя? Обосновать ответ.

71. Охарактеризовать продолжительный режим работы ЭД и нарисовать его характеристики.

72. Охарактеризовать кратковременный режим работы ЭД и нарисовать его характеристики.

73. Охарактеризовать повторно кратковременный номинальный режим работы ЭД и нарисовать его характеристики.

74. Чем предопределяется выбор типа электродвигателя?

75. Сущность метода средних потерь для определения мощности электродвигателя?

76. Сущность метода эквивалентного тока для определения мощности электродвигателя.

77. Каким образом в ДПТ НВ можно изменить магнитный поток? В какую сторону(Увеличения или уменьшения ) можно изменять магнитный поток ? Ответ обосновать.

78. С какой целью на время пуска ДПТ включают резисторы? Как выбирают их величину?

79. Из какого условия выбирают величину тормозного сопротивления при торможении противовключением? С какой целью оно вводится?

80. Объяснить сущность метода эквивалентного момента для выбора мощности двигателя.

81. Пояснить, как производится расчет мощности и выбор продолжительного режима работы?

82. В чем состоят особенности пуска синхронного двигателя? перечислить способы пуска.

83. По каким критериям может происходить регулирование тока возбуждения синхронного двигателя?

84. Поясните, как производится расчет мощности и выбор двигателя для кратковременного режима работы.

85. Как могут ограничиваться токи при пуске синхронного двигателя?

86. С какой целью при частотном способе производится также и регулирование подводимого к асинхронному двигателю напряжения?

87. Какие возможности по управлению асинхронным двигателем имеет способ, связанный с регулированием напряжения на его статоре?

88. За счет чего в частотно-управляемом асинхронном ЭП производится регулирование величины подводимого к асинхронному двигателю напряжения?

89. В чем основная особенность переходных процессов асинхронного двигателя?

90. В чем особенность схемы включения и характеристик двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением?

91. Назовите виды генераторного режима для двигателя постоянного тока.

92. В чем цель и сущность формирования статических и динамических характеристик ДПТ?

93. Что такое пусковая диаграмма ДПТ и что является исходными данными для ее построения?

94. В чем особенность схемы включения и характеристик двигателя постоянного тока смешанного возбуждения?

95. Пояснить, как происходит регулирование скорости двигателя с последовательным возбуждением изменением магнитного потока.

96. Пояснить, как происходит регулирование скорости двигателя с последовательным возбуждением шунтированием якоря резистором.

97. Что называют моментом или силой сопротивления

98. Пояснить, по каким признакам и как классифицируются электрические приводы.

99. Чем характеризуется развитие современного электрического привода?

100. Пояснить геометрический и физический смысл электромеханической постоянной времени.

ЗАДАЧА № 2.

Для ДПТ НВ рассчитать и построить:

а).естественную механическую электромеханическую (согласно варианта) характеристику в двигательном режиме и

б).искусственные в соответствии с вариантом,

в).определить сопротивление реостата, которое нужно ввести в цепь якоря при торможении и построить соответствующую тормозную характеристику в соответствии с вариантом.

исходные данные для расчета приведены в таблице 1:

1. номинальная мощность двигателя Р_{Н ,} кВт,

2. номинальный ток якоря I_ян , А,

3. номинальная частота вращения, n_{н ,} об/мин,

4. номинальный коэффициент полезного действия, η_н, %.

Таблица1.

1

2

3

4

5

6

№

задач

Р_н, кВт

I_ян,

А

n_н,

об/мин

η_н,

%

Примечание

101

2,5

14,6

945

79

1. механическая w=f(M)

2. при R_д = 0,4 R_ном

3. в режиме противовключения, если если w_т=1,1w_н , М_т=1,25М_н

102

8,0

44

975

83

1. электромеханическая w=f(I)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме динамического торможения, если w_т=1,1w_н I_т=0,9I_н

103

12,0

64

1450

84

1. механическая w=f(M)

2 при при R_д = 0,55 R_ном

3 . в режиме противовключения, если w_т=1,2w_н , М_т=1,1М_н

104

18,0

94

1470

86

1. электромеханическая w=f(I)

2. при Ф=0,7Ф_н

3. в режиме динамического торможения, если w_т=1,1w_н I_т=0,9I_н

105

4,0

12

960

77

1. механическая w=f(M)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме рекуперативного торможения. если w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

106

15

40

1430

85

1.механическая w=f(M)

2. R_о = 0,4 R_ном

3.в режиме противовключения, если w_т=1,2w_н , М_т=1,1М_н

107

17

45

1470

86

1. механическая w=f(M)

2. при Ф=0,7Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения, если w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

108

32

82

2940

88

1. электромеханическая w=f(I)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме динамического торможения, если w_т=1,1w_н I_т=0,9I_н

109

16

86

1440

85

1. электромеханическая w=f(I)

2. при R_д=0,4 R_ном

3. в режиме динамического торможения, если w_т=1,1w_н I_т=0,9I_н

110

7,0

19,5

1420

83

1. механическая w=f(M)

2. при U=0,6U_н

3. в режиме рекуперативного торможения, если w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

111

4,5

26

725

77

1. электромеханическая w=f(I)

2. при Ф=0,7Ф_н

3. в режиме динамического торможения w_т=1,1w_н I_т=0,9I_н

112

6,0

33

740

82

1. механическая w=f(M)

2. при Rд = 0,3R_ном

3. в режиме противовключения w_т=1,2w_н , М_т=1,1М_н

113

12,0

65

740

84

1. электромеханическая w=f(I)

2. при R_о = 0,4 R_ном

3. в режиме динамического торможения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

114

55

31

2950

80

1. механическая w=f(M)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

115

8,0

43,5

1450

83

1. электромеханическая w=f(I)

2. при Ф=0,7Ф_н

3. в режиме противовключения w_т=1,2w_н , М_т=1,1М_н

116

24

124

2950

87

1. механическая w=f(M)

2. при R_о = 0,4 R_ном

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

117

6,7

19,0

730

83

1. электромеханическая w=f(I)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме динамического торможения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

118

37

96

2920

88

1. механическая w=f(M)

2. при R_о = 0,4 R_ном

3. в режиме противовключения w_т=1,2w_н , М_т=1,1М_н

119

17,0

45

1450

86

1. механическая w=f(M)

2. при Ф=0,7Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

120

17,0

45

1460

86

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,2w_н , М_т=1,1М_н

121

5,2

22,6

730

84

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

122

60

160

2980

865

1. электромеханическая характеристика w=f(I)

2. при R_доб=0,5R_ян

3. в режиме противовключения w_т=1,2w_н , М_т=1,1М_н

123

10

50

1450

86

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

124

2,5

11

950

85

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,2w_н , М_т=1,2М_н

125

24

80

2940

88,5

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при R_доб=0,7R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

126

15

78

1460

88

1. электромеханическая характеристика w=f(I)

2. при U=0,5U_н

3. в режиме динамического торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

127

12

78

1470

87,5

1. механическая характеристика f(M)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме противовключения w_т=1,2w_н , М_т=0,9М_н

128

26

63,8

2960

85,5

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при R_доб=0,5R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

129

16

134

1470

88

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при U=0,8U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

130

17,0

55

2970

90

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при Ф=0,7Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,25 w_o, I_т=0,95I_ян

131

16

80

2980

89

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

132

36

95

2960

85

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при R_доб=0,6R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

133

5,0

21

730

84

1. электромеханическая характеристика w=f(I)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме динамического торможения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

134

2,5

14,6

1140

79

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

135

8

44

820

83

1. механическая характеристика w=f(M)

2. при R_доб=0,5R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

136

12

64

1310

83,5

4. механическая характеристика w=f(M)

5. при Ф=0,8Ф_н

6. в режиме противовключения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

137

18

94

1140

85

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при R_доб=0,5R_ян

3. в режиме динамического торможения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

138

4

12

1100

76,5

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме противовключения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

139

15

40

700

84

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

140

17

45

1075

85

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,05w_н M_т=1,25M_н

141

32

82

1130

86

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при R_доб=0,5R_ян

3. в режиме динамического торможения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

142

16

86

635

84

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

143

32

82

1150

86,5

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,6U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,05w_н M_т=1,25M_н

144

16

86

675

85

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_доб=0,2R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

145

7,0

19,5

1520

83

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме противовключения w_т=1,05w_н M_т=1,25M_н

146

7,0

19,5

1420

84

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при U=0,8U_н

3. в режиме динамического торможения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

147

7

19,5

1530

84,5

1. механическая хар- ка w=f(M)

2. при R_доб=0,4R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

148

4,5

26

1000

76

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме противовключения w_т=1,05w_н M_т=1,25M_н

149

6,0

33

1075

77,5

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_доб=0,2R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

150

12,0

65

758

84,5

1. 1.механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,8U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,05w_н M_т=1,25M_н

151

5,5

31

1475

81

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при Ф=0,7Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

152

8,0

43,5

1400

90

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме противовключением w_т=1,05w_н M_т=1,25M_н

153

24

124

1075

875

3. механическая хар-ка w=f(M)

4. при U=0,8U_н

5. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

154

6,7

19

975

84

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,05w_н M_т=1,25M_н

155

37

96

875

87

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,8U_н R_доб=0,2R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_o, I_т=0,95I_ян

156

17

45

1475

86,5

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при R_доб=0,2R_ян

3. в режиме динамического торможения w_т=1,2w_н I_т=0,9I_н

157

5,2

22,6

2735

84,5

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,6U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, M_т=1,25M_н

158

60

160

975

87,5

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,2w_o I_т=0,95I_ян

159

10

50

2150

85

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_доб=0,2R_ян

3. в режиме противовключения w_т=1,15w_н, I_т=1,2I_н

160

2,5

11

975

86

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,7 Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,4w_н, I_т=0,95I_ян

161

18

94

3075

88

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,2R_ян

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, I_т=1,2I_н

162

24

80

3350

86

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при U=0,6U_н

3. в режиме динамического торможения w_т=1,1w_н, I_т=0,9I_н

163

15

78

3150

87

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,3R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,3w_н, I_т=1,1I_ян

164

12

78

1475

87

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, I_т=1,2I_н

165

26

63,8

2140

85

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,65U_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,25w_o,M_т=1,1M_н

166

16

134

2175

89

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,25R_ян

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, I_т=1,2I_н

167

24

124

1100

89

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при Ф=0,9Ф_н

3. в режиме динамического торможения w_т=0,9w_н, I_т=0,95I_ян

168

18

94

1190

85

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,65U_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,2w_o,M_т=1,1M_н

169

12

64

1310

85

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,25R_ян

3. в режиме противовключением w_т=1,1w_н, I_т=1,2I_н

170

8

43,5

1450

82

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,2w_o,M_т=1,1M_н

171

5,5

31

1400

81

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,65U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, I_т=1,2I_н

172

16

86

670

82

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,4R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,25w_o,M_т=0,9M_н

173

12

65

740

83

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при Ф=0,8Ф_н

3. в режиме динамического торможения w_т=0,9w_н, I_т=0,95I_ян

174

8

44

820

82

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,7Ф_н

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, I_т=1,2I_н

175

4

12

1220

76

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,65U_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,05w_o,M_т=0,9M_н

176

15

40

710

86

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,25R_я

1. в режиме противовключения w_т=0,9w_н, I_т=1,1I_н

177

7

19,5

1460

82

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при Ф=0,7Ф_н

3. в режиме динамического торможения w_т=0,9w_н, I_т=0,95I_ян

178

17

45

1190

87

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,25R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,25w_o,M_т=0,9M_н

179

32

82

980

89

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,85U_н

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, M_т=1,2M_н

180

6,7

19

860

82

4. механическая хар-ка w=f(M)

5. при R_д=0,25R_ян

6. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,15w_o,M_т=1,1M_н

181

4,5

26

1030

78

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,85Ф_н

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, M_т=1,1M_н

182

6

33

1070

80

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при U=0,8U_н

3. в режиме динамического торможения w_т=0,9w_н, I_т=0,95I_ян

183

5,5

31

1440

82

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,7Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w₀ M_т=1,1M_н

184

4

12

1200

76

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,25R_ян

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, M_т=1,2M_н

185

19

102

1500

85

1. механическая хар-а w=f(M)

2. при Ф=0,75Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w₀ M_т=1,1M_н

186

19

51

1475

80

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при U=0,7U_н

3. в режиме динамического торможения w_т=0,9w_н, I_т=1,1I_н

187

2,2

13

1000

77

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,25R_ян

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, M_т=1,1M_н

188

4,8

24,2

1500

80

1. механическая хар-ка w=f(M)

3. при U=0, при U=0,7U_н

5. при U=0,7U_н

5. 9U_н

1. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w_0, M_т=1,1M_н

189

3,0

75

1250

81

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,75U_н

3. в режиме противовключения

190

5,5

59

1530

80

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,2R_ян

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w₀ M_т=1,1M_н

191

5,5

59

1075

82

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при Ф=0,95Ф_н

3. в режиме динамического торможения w_т=0,95w_н, I_т=1,15I_н

192

4,8

24,2

1100

78

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,3R_ян

3. в режиме противовключения

193

19

102

1375

86

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,9U_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w₀ M_т=1,1M_н

194

2,2

13

975

75

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при Ф=0,85Ф_н

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, M_т=1,2Mн

195

4,8

24,2

1575

81

6. механическая хар- ка w=f(M)

7. при U=0,9U_н

8. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w₀ M_т=1,1M_н

196

30

75

1075

80

1. электромеханическая хар-ка w=f(I)

2. при Ф=0,85Ф_н

3. в режиме динамического торможения w_т=0,9w_н, I_т=1,1I_н

197

5,5

59

1475

81

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,2R_ян

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, M_т=1,2Mн

198

2.2

13

875

74

1. механическая хар- ка w=f(M)

2. при Ф=0,85Ф_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w₀ M_т=1,1M_н

199

5,5

59

1475

81

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при R_д=0,2R_ян

3. в режиме противовключения w_т=1,1w_н, M_т=1,2Mн

200

19

102

1575

84

1. механическая хар-ка w=f(M)

2. при U=0,9U_н

3. в режиме рекуперативного торможения w_т=1,1w₀ M_т=1,1M_н

Методические рекомендации по выполнению задания №2

Из курса «Электрические машины» известно, что электромеханическая (механическая) характеристика двигателя постоянного тока параллельного возбуждения представляет собой прямую линию. Значит, для ее построения необходимо и достаточно определить координаты двух точек: точки холостого хода (0, w_o) и номинальной точки (I_ян, w_н) или (M_н, w_н).

Основные формулы для расчета:

w_н=0,105 * n_н – номинальная угловая скорость двигателя;

R_ян=0,5R_н (1-η_н)- номинальное активное сопротивление якоря;

M_н=P_н/w_н- номинальный момент вращения на валу двигателя;

w_o=U_н/kФ –угловая скорость холостого хода, где kФ- коэффициент, определяемый их уравнения момента или уравнения электродвижущей силы для двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

Для построения регулировочных характеристик необходимо воспользоваться уравнением электромеханической (механической) характеристики двигателя

w=(U/kФ) – (IR_ян/kФ) и получить соотношения :

а) при регулировании скорости путем изменения сопротивления якоря

w_иск=w_o [1­(I_ян(R_ян+R_доб))/U_н)];

б) при регулировании скорости путем изменения величины подводимого напряжения

w_o,иск=kw_o, где k-величина, показывающая, во сколько раз изменяется величина подводимого напряжения.

В) при регулировании скорости путем изменения величины подводимого магнитного потока:

w_o,иск=w_o/k, w_иск=w_o-Δw_иск

Величину тормозных сопротивлений, включаемых в цепь якоря, определяют в зависимости от способа торможения:

• при динамическом торможении- R_т=(E_т/I_т)-R_ян ;

• при рекуперативном торможении –R_т=(U_н-E_т/I_т)-R_ян ;

• при торможении противовключением – R_т=(U_н+E_т/I_т)-R_ян.

Построение соответствующих тормозных характеристик выполняют в соответствии с указаниями в литературном источнике 1 , стр. 49-54.

ЗАДАНИЕ №3.

Для трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором рассчитать и построить естественную механическую характеристику и искусственную механическую характеристику при добавочном сопротивлении в цепи ротора.R_g =0,1R_2Н

Данные для расчета приведены в таблице 3.

1. Номинальное напряжение 380 В (для всех вариантов).

2. Номинальная мощность Р_н, кВт.

3. Синхронная частота вращения, n₁ ,об/мин.

4. Номинальное скольжение, Ѕ_н , %.

5. Отношение максимального момента к номинальному, М_кр / М_н ,

6. Напряжение ротора U_{2н ,} В.

7. Номинальный ток ротора I_2н , А.

Таблица 3.

1

2

3

4

5

6

7

вариант

Р_н , кВт

n₁ , об/мин

М_кр / М_н

U_2н , В

Ѕ_н, %

I_2н , А

201

11

1500

3

305

5

122

202

14

1500

3,5

300

4

129

203

7,5

1000

3,5

300

5

118

204

10

1000

3,8

310

4,5

120

205

5,5

750

2,5

300

6,5

114

206

7,5

750

3

290

6

116

207

18

1500

4

295

4

138

208

13

1000

4

325

4,5

125

209

55

500

1,8

165

5

35

210

45

600

1,8

162

5

78

211

11

750

3,2

315

5

122,5

212

22

1500

4

340

2,5

145

213

30

1500

4

350

2,5

155

214

18,5

1000

3,5

360

3,5

135

215

22

1000

3,5

330

3,5

145

216

15

750

3,0

360

3,5

128

217

18,5

750

3,0

300

3,5

140

218

14

1500

3

330

5

127

219

17

1500

3,5

315

5

134

220

22

1500

3,2

300

5,5

143

221

37

1500

3

160

3,5

60

222

45

1500

3

230

3

70

223

55

1500

3

200

3

70

224

30

1000

2,5

140

3,5

50

225

37

1000

2,5

150

3,5

65

226

45

1000

2,5

180

3

60

227

22

750

2,2

102

4,5

40

228

30

750

2,2

125

4

55

229

37

750

2,2

148

3,5

55

230

71

1500

3

250

2,5

70

231

30

750

1,8

120

5

65

232

37

750

2,2

115

5,5

90

233

45

750

2,2

140

4

90

234

55

750

2,2

190

3,5

85

235

75

750

1,9

190

4

57

236

90

1500

2,5

220

4

140

237

110

1500

2,5

250

3,5

185

238

11

750

3,2

315

5

122,5

239

14

750

3,5

310

4,5

128

240

22

750

2,5

330

4,5

140

241

30

750

1,8

120

5

65

242

37

750

2,2

115

5,5

90

243

45

750

2,2

140

4

90

244

90

750

1,9

214

4

67

245

110

750

1,9

225

3,5

111

246

132

750

1,9

280

3,5

64

247

11

1500

3

305

5

122

248

14

1500

3,5

300

4

129

249

18

1500

4

295

3,5

138

250

5,5

1500

1,9

144

2

57

251

5,5

1000

2,2

213

2,4

88

252

7,5

1000

2,5

242

2,3

120,7

253

11

1000

1,8

179

2,0

41

254

15

1000

1,8

213

2,0

48

255

22

1000

2,5

235

2,0

116

256

30

1000

2,5

235

2,0

73

257

37

1000

2,2

293

2,0

77

258

55

1000

2.1

290

2,5

115

259

7,5

750

1,8

227

2,0

122

260

11

750

1,9

185

2,2

39

261

15

750

2

206

2,3

48,8

262

22

750

2,5

241

2,5

59

263

30

750

2,5

252

3,0

71

264

110

500

4

265

1,7

165

265

90

500

4

222

1,7

159

266

75

500

5

207

1,8

121

267

55

500

5

165

1,8

135

268

110

600

3,8

283

1,7

142

269

75

600

4,5

217

1,8

121

270

45

600

5

162

1,8

78

271

110

750

3,5

214

1,9

107

272

30

750

5

120

1,8

65

273

37

750

5,5

115

2,2

90

274

22

750

4,5

330

2,5

140

275

14

750

4,5

310

3,5

128

276

11

750

5

315

3,1

122,5

277

45

750

4

140

2,2

90

278

55

750

3,5

190

2,1

85

279

90

1000

3,6

202

1,9

77

280

75

1000

3

250

2,5

102

281

55

1000

3,5

190

2,5

85

282

37

1000

4

140

1,9

80

283

30

1000

4

375

3

146

284

22

1000

3,5

380

3

137

285

17

1000

6

335

3

132,5

286

13

1000

7

205

3

42

287

22

1000

5

380

2,5

135

288

110

1500

3,5

250

2,5

60

289

90

1500

4

220

2,5

160

290

75

1500

4,5

180

2,3

50

291

37

750

3,4

158

2,2

55

292

30

750

4

125

2,0

48

293

22

750

4,5

102

2,5

32

294

18,5

750

3,5

300

3,1

140

295

15

750

3,4

360

3,0

128

296

45

1000

2,5

180

2,0

55

297

30

1000

3,0

330

2,5

145

98

70

1500

2,5

255

3,0

170

299

55

1500

3,0

210

30

65

300

37

1500

3,5

350

3,0

155

Методические рекомендации по выполнению задания №3.

Расчет можно вести по упрощенной формуле Клосса. Необходимо рассчитать 6-8 точек. Результаты расчета должны быть сведены в таблицу. Для решения задачи необходимо воспользоваться следующими формулами:

w₁ = 2π ׃ 60 · η₁ , где η₁ - синхронная частота вращения, w₁ - синхронная скорость.

w_н = w₁ ·(1- Ѕ_н ), где w_н – номинальная скорость, Ѕ_н – номинальное скольжение.

М_н = Р_н ׃ w_{н ,} где Р_н - номинальная мощность двигателя, М_н – номинальный момент

Ѕ_кр = Ѕ_н [ М_кр ׃ М_н + √ ( М_кр ׃ М_н )² - 1 ] , где Ѕ_кр – критическое скольжение.

М= 2 М_кр ׃ ( Ѕ ׃ Ѕ_кр +Ѕ_кр ׃ Ѕ ) - формула Клосса для построения механической характеристики двигателя.

R_2вт = R_2н · Ѕ_н - активное сопротивление обмотки фазы ротора.

R_2н = U_2н : √3·I_2н - сопротивление роторной цепи.

S_иск = S_ест · R_2∑ : R_2вт - искусственное скольжение, где R_2∑ = R_2вт +R_2вш – суммарное сопротивление роторной цепи.

Для решения задачи необходимо изучить следующий материал: [1, § 1-1, 3-1,5-1.]

[6, § 1-9, 6-1.]

ЗАДАНИЕ №4.

Для вариантов 301 - 340 данные содержатся в таблице 4, где указаны мощность и время участков, коэффициент полезного действия. Необходимо выбрать асинхронный двигатель серии 4А с синхронной частотой вращения n = 1500 об/мин., если Т_окр=25⁰ . Задачу решить методом эквивалентной мощности или методом средних потерь (согласно варианта) и осуществить проверку двигателя на перегрузочную способность. Для нечетных вариантов задачу решить методом эквивалентной мощности, для четных – методом средних потерь.

Таблица 4.

ва-ри-ант

Р₁

_кВт

Р₂

_кВт

Р₃

_кВт

Р₄

_кВт

Р₅

_кВт

Р₆

_кВт

t₁

_С

t₂

_С

t₃

_С

t₄

_С

t₅

_С

t₆

_С

η₁

_%

η₂

_%

η₃

_%

η₄

_%

Η₅

_%

η₆

_%

301

2,5

5,8

6,3

6,1

8,9

6,7

14

21

17

23

27

18

84

84

84

79

73

83

302

13,1

4,7

10,4

11,5

1,7

9,1

30

12

26

28

22

27

81

81

80

72

76

79

303

3,5

5,5

6,5

7,0

9,0

5,1

12

24

15

24

25

21

85

85

84,5

80

73

79

304

12

4,0

9,0

12,1

2,4

8,5

24

16

19

25

21

30

81

81

80

71

75

90

305

10,1

4,5

9,2

13,2

3,7

3,5

15

22

16

22

29

17

83,5

83

83

72

79

82

306

8,5

3,5

4,6

12,1

4,5

4,8

19

31

19

16

22

29

82

82

79

73

79

81

307

12,4

16,1

13

11,2

5,1

10,4

16

13

12

15

17

11

79

72

73

78

78

80

308

13

15,5

8

15,3

6,1

11

20

8

10

12

16

15

84,5

84

84

71

75

80

309

12,6

15,9

10

12,5

7,1

10,5

19

10

5

15

10

12

86

77

79

80

85

85

310

13,5

15,2

10

6

9

4,7

15

8

10

21

16

23

78

76

77

78

78

80

311

10

10,2

23

7,8

14

11,6

10

14

6

10

15

19

85

85

85

80

80

76

312

14

21

7,5

19,5

23

20,4

10

15

16

19

17

15

85

85

84,5

80

80

75

313

12

23

7

20

21

24,4

16

12

22

8

10

7

84,5

84

84

80

79

72

314

10

9,7

19

17

21

18,5

15

21

12

10

9

17

83

83

82,5

75

70

76

315

3,8

4,7

5,9

11,3

8,5

7,5

15

21

10

12

5

21

83,5

83

80

72

80

82

316

4,8

5,2

6,7

12,5

9,5

2,4

16

10

7

4

25

21

82,5

82

80

71

76

80

317

5,3

4,9

4,8

12

5,2

6,1

13

22

16

10

14

17

83

83

82

72

79

81

318

4

4

10

9,5

11

6,5

20

15

16

10

11

9

85,5

85

85

73

76

80

319

5,1

6,3

10,5

12,5

9,8

12,1

15

17

13

7

12

11

86

85

85

80

72

79

320

10,1

13,1

5,5

6,2

13,5

10

13

10

21

15

8

12

83

83

82

81

73

76

321

9,5

8,6

12,2

10

15

7,8

12

10

15

13

19

21

82,5

82

82

81

70

75

322

10

9,5

16,5

4,5

6,7

9,5

15

10

12,5

22

13

14

81,5

80

72

76

79

80

323

11,5

10,1

20

3,5

9,9

6,5

15

16

8

25

10

15

81

81

70

75

76

77

324

11

15

13,5

19

11

8

15

12

10

6

10

21

85,5

85

85

74

76

81

325

6,5

12

14

21

9

10

16

18

15

8

10

10

84,5

84

84

72

75

80

326

7,5

8

20

16,5

13

14

15

14

8

10

13

14

84

84

78

79

80

82

327

9,5

16

13

18

10

9

14

10

12

10

21

20

85,5

85

85

72

76

80

328

10,1

13

14,5

20

9

11

18

13

16

7

12

15

84

84

83

71

76

80

329

12,3

15,5

21

20,5

9,5

13

10

15

13

21

8

10

82

82

72

80

81

82

330

8,6

8,6

19

18

12

12,5

20

10

5

13

9

25

83,5

83

71

74

75

82

331

7,3

13,5

19,5

16

11,5

14

16

12

10

19

9

8

84

84

72

75

78

83

332

9,6

14

18

17

12,6

13

25

10

16

15

9

26

85,5

85,5

73

75

78

85

333

10,5

12,1

14

17,5

12,5

9

10

13

10

14

24

19

85

85

73

76

79

84

334

14

15,2

16

18,5

13

8,5

17

11

5

9

25

18

84,5

84,5

84

72

77

84

335

13

14

17

20,5

13,1

9

12

25

10

18

17

13

82,5

82,5

82

70

75

81

336

8

8,7

18,5

21

10,5

10

26

9

7

10

19

16

83

83

83

71

74

83

337

7

9

19

17,5

11

12

15

17

8

10

22

16

82,5

82

72

74

79

82

338

3,8

9,5

20

16

11,5

13

18

20

17

15

12

6

83,5

83

72

75

80

83

339

6,5

9,9

20,5

17

12

12,5

16

25

17

9

12

14

84,5

84,5

71

76

79

84

340

12,5

10,2

19,5

18

13

14

15

21

17

16

11

12

81,5

81,5

71

77

79

81

Для вариантов 341-400 в таблице 5 приведены значения моментов М₁, М₂ , М₃ на валу двигателя для соответствующих участков графика нагрузки, время работы t_1, t₂, t₃ двигателя с заданными моментами нагрузки, время паузы t₀, частота вращения двигателя и коэффициент, учитывающий возможное снижение напряжения сети.

Определить для заданного варианта расчетную мощность двигателя и выбрать по каталогу асинхронный двигатель, предназначенный для привода механизма с циклическим графиком нагрузки в продолжительном (для четных вариантов) или повторно- кратковременных режимах (для нечетных вариантов) работы. Провести проверку двигателя по перегрузочной способности.

Таблица 5.

вариант

М_1,

н.м.

М_2,

н.м.

М₃,

н.м.

t₁,

с

t₂,

с

t₃,

с

t₀,

с

η₂ ном,

об/мин

K_и

341

80

40

60

10

5

20

25

1410

0,95

342

120

100

95

10

10

15

55

930

0,90

343

50

20

30

10

15

10

5

915

0,85

344

150

125

145

10

20

10

60

930

0,95

345

150

130

160

10

25

20

35

1415

0,9

346

40

30

10

5

15

20

10

930

0,85

347

40

25

20

5

15

15

5

1420

0,95

348

30

15

25

5

20

10

25

950

0,9

349

20

15

10

5

10

5

60

935

0,85

350

180

140

150

5

15

15

25

1440

0,95

351

30

20

10

15

10

20

5

1440

0,9

352

30

40

60

15

5

15

5

1400

0,85

353

30

45

20

15

10

10

5

1410

0,95

354

30

50

30

15

15

10

10

940

0,90

355

200

180

170

15

20

5

60

930

0,85

356

220

230

215

10

15

10

25

940

0,95

357

20

15

25

10

10

15

5

930

0,90

358

20

45

40

10

5

10

75

950

0,85

359

25

20

15

10

15

15

60

950

0,95

360

20

25

15

10

10

5

20

1440

0,90

361

25

50

40

15

15

20

5

1400

0,85

362

25

20

10

15

15

2

25

950

0,95

363

20

35

10

15

15

10

30

920

0,90

364

25

40

10

15

15

15

5

930

0,85

365

25

15

10

15

10

20

5

950

0,95

366

245

230

240

5

10

10

40

940

0,90

367

60

50

55

5

15

25

10

1410

0,85

368

45

10

20

5

20

10

50

950

0,95

369

45

15

10

5

10

10

75

950

0,90

370

40

20

10

5

20

5

20

1440

0,85

371

100

50

60

15

10

15

20

1410

0,90

372

110

90

100

15

10

15

50

930

0,85

373

55

25

30

10

20

15

5

915

0,85

374

140

105

130

10

15

15

55

930

0,90

375

160

120

100

5

10

10

30

1440

0,90

376

25

35

55

15

10

10

5

1400

0,95

377

20

15

20

10

15

20

10

930

0,90

378

20

45

40

5

10

10

65

950

0,85

379

15

35

30

10

15

20

45

950

0,85

380

145

100

90

5

10

15

30

1440

0,90

381

20

15

10

15

10

5

10

1440

0,90

382

130

105

140

5

15

5

40

930

0,85

383

30

25

10

15

10

20

10

1410

0,90

384

50

40

30

5

15

10

15

1410

0,90

385

40

25

35

5

20

10

20

950

0,85

386

190

180

150

10

15

5

60

930

0,80

387

200

215

205

10

5

15

25

940

0,90

388

210

205

195

5

15

10

35

950

0,85

389

25

20

10

10

15

15

50

950

0,90

390

20

25

15

10

10

10

15

1440

0,90

391

20

15

10

15

10

15

10

1400

0,85

392

15

30

10

10

15

5

20

950

0,95

393

25

40

10

15

10

25

15

950

0,90

394

20

35

40

10

15

15

10

920

0,95

395

20

10

15

15

10

25

5

950

0,90

396

230

215

210

5

10

5

40

940

0,85

397

55

40

50

5

10

20

10

1410

0,80

398

40

15

25

5

15

25

50

950

0,90

399

40

20

10

5

15

10

60

950

0,95

400

35

20

15

10

15

5

15

1440

0,90

Методические рекомендации по выполнению задания №4.

Выбор двигателя для продолжительного режима работы производится с учетом условия Р_ном ≥ Р.. Если двигатель предназначен для работы в продолжительном режиме при переменной нагрузке, предварительный выбор электродвигателя производится из условия Р_ном ≥ Р_ср, а затем выполняется проверочный расчет. Мощность двигателя можно определить двумя методами:

• методом эквивалентных величин,

• методом средних потерь.

На практике метод эквивалентных величин подразделяется на метод эквивалентного тока, момента мощности. В этом случае определяют эквивалентный момент (ток, мощность аналогично)

М_п² · t_п + М₁² · t₁ + М₂² · t₂ + …М_т² · t_т

М_экв.= К₁( t_п + t_т ) + t₁ + t₂ +…+ К₂ · t₀

где М_п – значение момента при пуске,

М_1, М_2… - значения момента в соответствующие промежутки времени,

М_т - значения момента при торможении,

t_п, t₁, t₂,… t_т – значение промежутков времени,

t₀ – время паузы,

К₁ – коэффициент, учитывающий снижение теплоотдачи при пуске и торможении (для двигателя постоянного тока К₁ =0,75, а для асинхронного К₁ = 0,5),

К₂ – коэффициент, учитывающий уменьшение теплоотдачи во время паузы ( для двигателя постоянного тока К₂ = 0,5, а для асинхронного К₂ = 0,25).

Номинальную мощность двигателя выбирают по условию Р_ном ≥ Р_р, где Р_р = 0,105 Мэкв n_ном – расчетная мощность, n_ном – номинальная частота вращения.

Для более грубого выбора типа двигателя можно использовать упрощенную формулу:

М₁² · t₁ + М₂² · t₂ + …

М_экв.= t₁ + t₂ + t₃ +…

Проверку двигателя по перегрузочной способности производят путем сравнения наибольшего момента нагрузки М_нб , определяемого по нагрузке с максимальным моментом двигателя

М_max = М_{max *} М_ном,

где М_{max *} - кратность максимального момента ( для ДПТ М_{max *} = 2 2,5, для асинхронных 1,6 2,5)

Необходимо выполнить условие М_нб ≤ К_п М_{max .}

Согласно метода средних потерь сначала определяют среднюю мощность:

Р_ср = (Р₁ t₁ + Р₂ t₂+…) : (t₁ + t₂ +…)

Затем по каталогу предварительно выбирают двигатель и определяют номинальные потери: ∆ Р_ном = Р_ном ( 1- η_ном ) : η_ном

Средние потери для каждого участка:

∆ Р₁= Р_ном ( 1- η₁ ) : η₁

где ∆ Р_1cр = (∆ Р₁ t₁ + ∆ Р₂ t₂+…) : ( t₁ + t₂ +…)

Затем средние потери сравниваются с номинальными. необходимо выполнение условия Р_ср Р_ном

Для решения задачи необходимо изучить следующий материал [2, § 8,2 ; 8,3 ;8,4]

ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ.

Предпос

ледняя

цифра

шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1,101,

201,

301

2,102,

202,

302

3,103,

203,

303

4,104,

204,

304

5,105,

205,

305

6,106,

206,

306

7,107,

207,

307

8,108,

208,

308

9,109,

209,

309

10,110,

210,

310

1

11,111,

211,

311

12,112,

212,

312

13,113,

213,

313

11,114,

214,

314

15,115,

215,

315

16,116,

216,

316

17,117,

217,

317

18,118,

218,

318

19,119,

219,

319

20,120,

220,

320

2

21,121,

221,

321

22,122,

222,

322

23,123,

223,

323

24,124,

224,

324

25,125,

225,

325

26,126,

226,

326

27,127,

227,

327

28,128,

228,

328

29,129,

229,

329

30,130,

230,

330

3

31,131,

231,

331

32,132,

232,

332

33,133,

233,

333

34,134,

234,

334

35,135,

235,

335

36,136,

236,

336

37,137,

237,

337

38,138,

238,

338

39,139,

239,

339

40,140,

240,

340

4

41,141,

241,

341

42,142,

242,

342

43,143,

243,

343

44,144,

244,

344

45,145,

245,

345

46,146,

246,

346

47,147,

247,

347

48,148,

248,

348

49,149,

249,

349

50,150,

250,

350

5

51,151,

251,

351

52,152,

252,

352

53,153,

253,

353

54,154,

254,

354

55,155,

255,

355

56,156,

256,

356

57,157,

257,

357

58,158,

258,

358

59,159,

259,

359

60,160,

260,

360

6

61,161,

261,

361

62,162,

262,

362

63,163,

263,

363

64,164,

264,

364

65,165,

265,

365

66,166,

266,

366

67,167,

267,

367

68,168,

268,

368

69,169,

269,

369

70,170,

270,

370

7

71,171,

271,

371

72,172,

272,

372

73,173,

273,

373

74,174,

274,

374

75,175,

275,

375

76,176,

276,

376

77,177,

277,

377

78,178,

278,

378

79,179,

279,

379

80,180,

280,

380

8

81,181,

281,

381

82,182,

282,

382

83,183,

283,

383

84,184,

284,

384

85,185,

285,

385

86,186,

286,

386

87,187,

287,

387

88,188,

289,

389

89,189,

289,

389

90,190,

290,

390

9

91,191,

291,

391

92,192,

292,

392

93,193,

293,

393

94,194,

294,

394

95,195,

295,

395

96,196,

296,

396

97,197,

297,

397

98,198,298,

398

99,199,

299,

399

100,200,300,

400