ЗАДАЧА 12. Расчёт характеристик асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Исходные данные к расчету приведены в табл. 21 и 22. Этими данными являются: номинальная мощность двигателя P_ном, номинальная частота вращения ротора n_ном, номинальный коэффициент полезного действия , номинальный коэффициент мощности cosφ _ном, кратность максимального момента M_max/M_ном, кратность пускового тока I_п / I_ном, номинальное напряжение U_ном, число пар полюсов обмотки статора p, схема соединения обмоток статора. Двигатель получает электроэнергию от сети с частотой напряжения 50 Гц.

Требуется: определить номинальную мощность, потребляемую двигателем от сети, номинальный и пусковой токи статора, номинальное и критическое скольжения, номинальный, максимальный и пусковой моменты; рассчитать и построить зависимость момента от скольжения и механическую характеристику; начертить схему подключения двигателя к сети посредством магнитного пускателя, обеспечивающего двигателю реверсирование, максимальную и тепловую защиту.

Таблица 21

Таблица 22

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ПРИМЕР РАСЧЁТА

Решение данной задачи рассматривается при следующих исходных данных:

P_ном = 40 кВт; П_ном = 730 об/мин; = 0, 91; cos φ _ном = 0, 83; M_max / M_ном = 1, 8;

I_п / I_ном = 6; U_ном = 220 В; p = 4; обмотка статора соединена в треугольник (Δ).

Это решение осуществляется в следующем порядке.

Определяется номинальная мощность, потребляемая двигателем:

.

Определяются номинальный и пусковой токи:

;

.

Определяются частота вращения поля статора n₁, номинальное S_ном и критическое S_кр скольжения:

; или 2, 7 %;

или 9 %.

Определяются номинальный и максимальный моменты на валу двигателя:

; .

Зависимость момента от скольжения M (S) и механическая характеристика n (M) рассчитываются в следующем порядке. Для заданного ряда значений S (он приведен в табл. 23) определяются значения частоты вращения ротора n и момента на валу M по формулам:

При S = 0, 2 получаем: n = 750(1 – 0, 2) = 600 об / мин;

.

Значения n и M для остальных значений S приведены в табл. 23.

Таблица 23

Первая графа этой таблицы соответствует холостому ходу двигателя, при котором момент на валу M_x = 0, скольжение S_x ≈ 0, частота вращения ротора n_x = n ₁ = 750 об/мин. Вторая и третья графы соответствуют номинальному и критическому скольжениям Последняя графа соответствует началу пуска двигателя. Из неё следует, что пусковой момент двигателя M_П = 170 Н∙ м.

По данным табл. 23 строятся графики зависимостей M (S) и n (M) (рис. 36 и 37).

Рисунок 36 Рисунок 37

Литература

Основная:

1. Касаткин А.С. Электротехника: учебник для неэлектротехн. спец. вузов / А.С.Касаткин, М.В.Немцов. – 9-е изд. стер. – М.: Академия, 2005. –
544 с.

2. Жаворонков М.А. Электротехника и электроника: учеб. пособие для вузов / М.А.Жаворонков, А.В.Кузин. – М.: Академия, 2005. – 400 с.

3. Опадчий Ф.Ю. Аналоговая цифровая электроника / Ф.Ю.Опадчий, О.П.Глудкин, А.Н.Гуров. – М.: Горячая линия-Телеком, 2005. – 768 с.

4. Рекус Г.Г. Основы электротехники и электроники в задачах с решениями: учеб. пособие / Г.Г.Рекус. – М.: Высшая школа, 2005. – 343 с.

Дополнительная:

1. Касаткин А.С. Курс электротехники: учебник для неэлектротехн. спец. вузов / А.С.Касаткин, М.В.Немцов. – 8-е изд., стер. – М.: Высшая школа, 2005. – 542 с.

2. Данилов И.А. Общая электротехника: учеб. пособие для вузов и техникумов / И.А.Данилов. – М.: Высшее образование, 2009. – 673 с.

3. Электротехника и электроника: учеб. пособие для вузов / В.В.Кононенко [и др.]; под ред. В.В.Кононенко. – 3-е изд. испр. и доп. – Ростов-н/Д: Феникс, 2007. – 779 с.

4. Иванов И.И. Электротехника: учебник для вузов / И.И.Иванов, Г.Н.Соловьёв, В.С.Равдоник. – 4-е изд. стер. – СПб и др.: Лань, 2006. – 496 с.

5. Электротехника: учебник для вузов для неэлектротехн. спец. / В.Г.Герасимов [и др.]. – М.: Высш. шк., 1985. – 480с.

6. Борисов Ю.М. Электротехника / Ю.М. Борисов, Д.Н. Липатов, Ю.Н.Зорин. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат. 1985. – 551 с.

7. Волынский Б.А. Электротехника / Б.А.Волынский, Е.Н.Зейн, В.Е.Шатерников. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 528с.

8. Основы промышленной электроники / В.Г.Герасимов [и др.]. – М.: Высшая школа, 1986. – 336 с.

Приложение A

Форма титульного листа

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Институт высокоточных систем им. В.П.Грязева

Кафедра электротехники и электрооборудования

НАЗВАНИЕРАБОТЫ

Расчётно-графическая работа № ___

по дисциплине

НАЗВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Групповой вариант № ____

Личный вариант № ____

Выполнил: студент ________________________ (Фамилия, инициалы)

Учебная группа № ________________ Дата ___________

Проверил: преподаватель ____________________ (Фамилия, инициалы)

Дата _________________ Оценка __________________

Тула 2012