close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

2.5.Расчет механических характеристик

код для вставкиСкачать
 Расчёт и построение механических характеристик при частотном регулировании
Под механической характеристикой принято понимать зависимость частоты вращения ротора в функции от электромагнитного момента n = f(M). Эту характеристику можно получить, используя зависимость M = f(S) и пересчитав частоту вращения ротора при разных значениях скольжения.
Технические данные электродвигателя 4МТКМ 225L6.
Таблица 2.1.
НаименованиеОбозначениеВеличина
Мощность, кВт
P_н
55
Частота вращения, об/мин
n_(ном.)
925
Номинальный ток при 380 В, А I_(ном.)
112
Коэффициент мощности
〖cos〗_(н.) φ
0,87
КПД, %
η
86
Кратность моментов
M_max/M_(ном.) 3,4
Момент инерции ротора, %
J_(р.)
1,02
Синхронная частота двигателя, об/мин
n_(х.)
1000
Номинальная мощность, потребляемая из сети, кВт:
P_н1=P_н/η=55/0,86=63,95
Номинальный ток потребляемый из сети, А:
I_н1=P_н1/(√3*U_н1*〖cos〗_(н.) φ)=63950/(√3*380*0,87)=63950/572,61=111,68
Где U_н1-напряжение питающей сети, В.
Номинальное скольжение электродвигателя:
s_(н.)=(n_(х.)-n_(ном.))/n_(х.) =(1000-925)/1000=0,075
Номинальный момент на валу, Н*м
М_н=P_н/ω_н =55000/96,81=568,12
Где ω_н-номинальное значение угловой скорости электродвигателя рад./с
ω_н=(2*π*n_(ном.))/60=(3,14*925)/30=96,81
Максимальный момент электродвигателя, Н*м:
M_max=3,4*M_(ном.)=568,12*3,4=1931,61
Где k_M=M_max/M_(ном.) =3,4-кратность моментов
Критическое скольжение электродвигателя
s_(к.)=k_M*s_(н.)+√(〖〖(k〗_M*s_(н.))〗^2-〖s_(н.)〗^2 )=s_(н.)*(k_M+√(〖〖(k〗_M)〗^2-1))=0,075*(3,4+√(〖(3,4)〗^2-1))=0,34
Пусковой момент электродвигателя, Н.м:
M_(П.)=3,1*M_(ном.)=568,12*3,2=1761
С развитием полупроводниковой техники и созданием надежных, малогабаритных статических преобразователей частоты самым эффективным и достаточно экономичным способом регулирования скорости вращения асинхронных электродвигателей является частотный способ.
Изменяющийся по частоте ток приводит к изменению угловой частоты вращения поля статора ω_0=(2*π*f)/p,в результате пропорционально изменяется угловая частота вращения ротора. Плавное изменение частоты f_1 тока статора и широкий диапазон её изменения позволяет плавно изменять угловую частоту вращения АД в широких пределах. Применение ПЧ улучшает качественные показатели пусковых и тормозных режимах АД. Момент асинхронного двигателя: M=k*I_2*Φ*〖cosφ〗_2,
Зависит от значения магнитного потока Φ в воздушном зазоре и угла φ_2. Значение магнитного потока зависит от отношения напряжения к частоте: если U/f-const, то магнитный поток Φ-const, следовательно, критический момент M_kp, асинхронного двигателя остается неизменным при различных частотах тока статора.
Подобный закон регулирования используется в ЭП палубных механизмов, работающих при M_c-const. Если в процессе регулирования частоты тока напряжение ПЧ не изменять, то с увеличением частоты тока значение критического момента уменьшается. Пуск асинхронного двигателя проводят при уменьшенной частоте и по мере его ускорения частоту тока, подаваемого на статор, увеличивают. При малой частоте уменьшается индуктивное сопротивление ротора X_2=2*π*L_2*f_2, (при пуске f_2=f_1), увеличивается 〖cosφ〗_2 и соответственно пусковой момент АД имеет увеличенное значение по сравнению с тем значением момента, если бы на статор подавался ток номинальной частоты.
При частотном управлении двигателем с постоянством потока нужно на статор подавать такое напряжение, чтобы полностью скомпенсировать падение напряжения от тока нагрузки на активном и индуктивном сопротивлениях статора, чтобы эдс не зависела от тока нагрузки при всех частотах.
При питании АД от идеализированного ПЧ, как источника напряжения, его механическая характеристика при U1 = const и f1 = const определяется в соответствии со схемой замещения, представленной на рисунке 2.1. Рис.2.1. Схема замещения фазы АД при частотном регулировании от источника напряжения.
Для режима частотного управления момент двигателя можно выразить линейным уравнением:
M=k_β*β, В данной формуле для расчета момента используются следующие величины: Абсолютное скольжение, равное отношению отклонения скорости двигателя от скорости поля при любой частоте к скорости вращения магнитного поля при номинальной частоте 50 Гц:
β=(ω_0-ω)/ω_0н , где ω_0- скорость вращения поля при любой выбранной частоте f, рад./с.;
ω_0=(2*π*f)/p
ω- скорость двигателя, рад./с.
ω=ω_0*(1-s)
Абсолютное скольжение также может быть выражено по формуле:
β=s*α,
Где s- скольжение
Действующее значение напряжения на обмотках статора, B
U_1=k_(о.)*f, где k_(о.)=U_ф/f_ф ;
f- выбранная частота регулирования;
α- относительная частота напряжения статора:
α=f_1/f_1н =f_1/50
Синхронная скорость вращения магнитного поля при номинальной частоте 50 Гц, рад./с.
ω_0н=(2*π*f_(н.))/p=(2*3,14*50)/3=104,66
Коэффициент пропорциональности
k_β=М_н/s_н =568,12/0,075=7574
Где М_н-Номинальный момент на валу, Н*м
s_н-Номинальное скольжение Естественная механическая харатеристика электродвигателя получена при частоте f1 = 50 Гц. Искусственные механические характеристики электродвигателя построим при значениях частоты в диапазоне изменения от 50 Гц до 20 Гц.
Расчёт механических характеристик
Таблица 2.2.
f, ГцαsβМ, Нмn, об/мин.
50
10,0750,075568,129250,120,129108800,2150,21516207850,290,2918507100,340,341931,6660
40
0,80,0930,075568,127400,150,129107040,2680,21516206280,360,2918505680,460,341931,6528
30
0,60,1250,075568,125550,20,129105280,350,21516204710,480,2918504260,560,341931,6396
20
0,40,180,075568,123700,30,129103520,530,21516203140,720,2918502840,850,341931,6264
Рис. 2.2. Механические характеристики двигателя 4МТКМ 225L6 при частотном управлении.
Документ
Категория
Разное
Просмотров
1 514
Размер файла
231 Кб
Теги
характеристика, расчет, механической
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа