Асинхронды электр қозғалтқыштарының айналдырушы моменті және механикалық cипаттамалары

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Асинхронды электр қозғалтқыштарының айналдырушы моменті және механикалық cипаттамалары

Асинхрондық электр қозғалтқыштарының эксплуатациясы механика-лық және жұмысшы мінездемелерімен сипатталады және көптеген жағдайда қазіргі электр жетегі жүйелерінің технико-экономикалық көрсеткіштерін анықтайды.

Механикалық мінездемелер М=f(s) және n ₂ =f(M) есептеліне алады және айналыс моменті формуласымен тұрғызуға болады:

(1)

\[{\cal M}=\frac{M_{1}P U_{1\bar{\vartheta}}^{2}}{2\pi f_{1}\frac{\bar{\mathrm{e}}^{2}}{\bar{\mathrm{e}}^{2}}R_{1}+\frac{R_{2}^{\prime}}{S}\frac{\bar{\vartheta}^{2}}{\bar{\vartheta}}+\left(x_{1}+x_{2}^{\prime}\right)\frac{\bar{R}_{2}^{\prime}}{\bar{\mathrm{i}}}}{\frac{\bar{R}^{\prime}}{S}}\]

Мұндағы: М-электр қозғалтқыштың айналдырушы моменті; R ₁ , х ₁ - статор орамдарының активті және реактивті кедергілері; m ₁ -статордың фазасы; Р-полюстардың жұп саны; U _1ф -статордың орамасындағы фазалы кернеу; S-cырғанау; R' ₂ , x' ₂ - ротор орамаларының активті және реактивті кедергілердің келтірілген мәндері; f ₁ - торап тоғының жиілігі.

Бірақ механикалық мінездемені есептеу (1) формула бойынша қиынырақ, себебі статор және ротор кедергілері ротордың айналу жиілігінен, торап тоғының жиілігінен, жұп полюстері санынан тәуелді.

Тап осы электр қозғалтқыштарының асинхронды механикалық мінездемелерін Клосс формуласын (1) қолданамып есептеп және паспорттық берілгендерді қолданып тұрғызуға болады:

(2)

\[M=\frac{2M_{\mathrm{max}}}{S_{k p}}+\frac{S}{S}\]

Мұндағы: М _мах =М _кр -максималды моменті; S _кр - критикалық сырғанау, мұнда электр қозғалтқышы максималды моментті дамытады; S-ағымдағы сырғанау, 0-ден1-ге дейін шектерде өзгереді.

Белгілеулерді енгіземіз:

\[S_{t}={\frac{n_{1}-n_{2t}}{n_{1}}}\]

(3) (4) (5)

Мұндағы: Р _н -электр қозғалтқыштың номинал қуаттылығы; n _2н - номиналды жүктегі ротор айналу жиілігі; n ₁ -синхронды жиілік.

Теңдеулерді есепке ала Клосс (3) -(5) формуласы түрінде қабылдайды:

(6)

Критикалық сырғанауларға қатысты (6) теңдеу шешімі береді:

\[{\bf S}_{\hat{e}\hat{o}}={\bf S}_{i}\left\{\hat{\cal E}_{i}\,+\sqrt{\hat{\cal E}_{\ i}^{\,2}-1}\right\}\]

(7)

Салыстыра келгенде, төлқұжаттықпен есептеп, тап осымен электр қозғалтқыштың М _мах және S _кр мәндерін тауып, сырғанауды 0-ден1-ге дейін шектерде алып, механикалы мінездемені М=f(S) тұрғызуға болады.

M=f(S) мінездемеден n ₂ =f(M) түдегі механикалық мінездемесін алуға болады, егер сырғанау формуласын қолдансақ:

\[S\;={\frac{n_{1}-n_{2}}{n_{1}}}\]

(8)

бұдан шығады:

(9)

\[n_{2}=n_{1}(1-\S)\!=\!{\frac{60\times\!f_{1}}{P}}(1-S)\]

(9) формуладан синхронды жиілік полюстардың жұп санына кері пропорционалды екендігі көрініп тұр. Статор магниттік өрістерінің айналу жиіліктерінің полюстардың жұп санынан тәуелділігі 1-кестеде келтірілген.

Кесте 1.

Статор магниттік өрістерінің айналу жиіліктерінің полюстардың жұп

санынан тәуелділік қатары

статордың беті, айналу жиілік

айналым/ минут

3000

1500

1000

750

600

500

375

300

250

статордың беті, айналу жиілікайналым/ минут: полюстардың сан буы

3000: 1

1500: 2

1000: 3

750: 4

600: 5

500: 6

375: 8

300: 10

250: 12

Механикалы мінездемелермен (1-суретте) электр қозғалтқыштарының қасиеті, сонымен қатар тұрақты және жұмысшы сияқты жиілік диапозондары ротор айналулары, жүк тиелетін қабілеттілік шығаратын қасиеттер анықталады.

1-сурет Асинхрондық электр қозғалтқышы механикалы мінездемелері.

Бірақ белгілі, [1] Клосс формуласы азғантай қателікті мінездемелердің механикалы тұрақты учаскесінде ғана береді. Критикалық мәннен асып кететін сырғанауларда Клосс формуласымен есептелген мәндер өте үлкен қателік береді (шамалап 100%), сол себепті оны жуық формуламен есептейді.

Асинхрондық электр қозғалтқыштарының табиғи механикалық мінездеменің нағыз нұктелерін алуына арналған есептеудің басқа әдістері қолданылады. Мысалы, асихрондық электр қозғалтқышы табиғи механикалы мінездемесін [2] қысқа тұйықталған ротормен теңдеумен есептеуге болады:

\[{\frac{M}{M_{\mathrm{max}}}}={\frac{\left(2+q\right)M_{\mathrm{max}}}{S}};\]

(10)

Мұндағы: М- ағымдағы момент; S-ағымдағы сырғанау; S _кр - критикалық сырғанау; q- критикалық сырғанаудың, статор орама актив кедергісі мен ротор орамалары келтірілген актив кедергінің салыстырмалы тәуелділігін ескеретін параметр.

Параметр q [2] формуласымен анықталады.

(11)

Мұндағы:

\[K_{I}\ ={\frac{I\ \ -}{I\ \ }}\]

-электр қозғалтқышының жіберу моментінің еселілік коэффиценті. К _М -максималды моменттің еселілік коэфиценті, электр қозғалтқышының асқын жүктемелік қабілеттілігін сипаттайды.

Критикалық сырғанау мына формуладан анықталады [2] :

(12)

\[S_{k p}=\frac{S_{i}+\sqrt{S_{i}\ \underline{{{K_{i}\ -1}}}}}{1+\sqrt{S_{i}\ \overline{{{E}}}_{R\ -1}}}\]

Мұндағы:

\[K_{R}=\frac{M_{\operatorname*{max}}}{M_{\tilde{\gamma}}}\]

Сөйтіп келгенде, электр қозғалтқышының төлқұжатының берілгендерін қолданып есептеп және сырғанаудың 0-мен 1-ге дейін шектерден анықталған механикалық мінездемені салуға болады.

ПӘК және электр қозғалтқыштағы қуаттың шығыны

Асинхрондық электр қозғалтқыштың жұмысы барысында электрлік, магниттік және механикалы шығындар түрінде энергия жоғалады.

Номинал жүктемеде қуаттың шығындарын ПӘК формуладан салыстырмалы бірліктерде немесе пайыздарда анықтауға болады.

\[\eta_{\,\,i}^{}\,\mathcal{W}_{{}}=\frac{P_{t}}{P_{1}}*\Im00\mathcal{P}_{\mathcal{U}}\]

(13)

\[\eta_{\mathrm{\Phi}}={\frac{P_{\mathrm{\scriptscriptstyle\ell}}}{P_{\mathrm{i}}}}\]

Осында Р ₁ -қуаттылық, электр қозғалтқыштың ток көзінен тұтынылған;

Р _n -номинал қуаттылық .

Егер ток көзінен қозғалтқышпен тұтынылатын қуаттылықты электр қуат тепе-теңдігі өрнектесек.

(14)

\[P_{1}=P_{i}+\Delta P\]

Онда номинал жүктегі қуаттың толық шығындары (ΔP) формуламен анықталады.

(15)

\[\mathrm{D}P=P_{t}\times{\frac{\mathrm{U0}\cdot h_{t}}{\eta_{t}}},{\hat{e}}{\hat{a}}\hat{a}\partial\]

Немесе пайыздарда

\[\mathrm{D}P,\varphi_{O}={\frac{100{(100-h_{t})}}{\eta_{i}}}\cdot100^{\varphi_{O}}\]

(16)

Қуаттың толық шығындары ΔP өзгергіш және тұрақты шығындардан түзіледі.

Өзгеркіш шығындарға ток квадратына пропорционалды өзгеретін орамалардағы қуат шығындары жатады, және электр қозғалтқышына әкелген қуатқа пропорционалды өзгерілетін орамаларда және болаттағы қосымша шығындар.

Тұрақтыларға айгөлектерде қажалумен және статор болатындағы шығындармен шақырылған механикалық шығындар жатады. ΔP _мех механикалық шығындар және ΔP _ст болаттағы шығындар электр қозғалтқышының жұп полюстарының санынан тәуелді. 2 кестете асинхронды электр қозғалтқыштары қуатының тұрақты шығындарының мәндері келтірілген

\[\bigcap_{i}{\in}\bigstar\operatorname{f}_{i}\]

, жүйеге келтірілген қуаттылықтарды айқын диопозондарына арналған. Полюстардың пар сан есепке ала.

Кесте 2

Біріңғай сериялы асинхронды қозғалтқыштарына арналған қуаттың тұрақты шығындарының мәндері

Номинал қуаттылық

Р _н , кВт

Полюстардың сан буы

Синхронды жиілік

айн/мин

Қуаттылық тұрақты жоғалтулары ΔР _0, % Р _н

ΔР _мех ΔР _ст

Серия қозғалтқыштары А

Серия А0 Серия А, А0

Номинал қуаттылықРн, кВт: 1

Полюстардың сан буы: 2

Синхронды жиілікайн/мин: 3

Қуаттылық тұрақты жоғалтулары ΔР0,% Рн: 4

Номинал қуаттылықРн, кВт:

10-ға дейін 10-40

40-100

Полюстардың сан буы: 1

Синхронды жиілікайн/мин: 3000

Қуаттылық тұрақты жоғалтулары ΔР0,% Рн: 0, 9

3, 4

3, 5

2, 5

1, 9

Номинал қуаттылықРн, кВт:

10-ға дейін

10-40

40-100

Полюстардың сан буы: 2

Синхронды жиілікайн/мин: 1500

Қуаттылық тұрақты жоғалтулары ΔР0,% Рн: 0, 5

0, 9

4, 3

2, 8

1, 8

Номинал қуаттылықРн, кВт:

10-ға дейін 10-40

40-100

Полюстардың сан буы: 3

Синхронды жиілікайн/мин: 1000

Қуаттылық тұрақты жоғалтулары ΔР0,% Рн: 0, 44

0, 6

4, 5

2, 6

2, 1

Номинал қуаттылықРн, кВт:

10-ға дейін 10-40

40-100

Полюстардың сан буы: 4

Синхронды жиілікайн/мин: 750

Қуаттылық тұрақты жоғалтулары ΔР0,% Рн: 0, 3

0, 45

4, 2

2, 6

2, 1

Формулалар (15), (16) және 2 кестенің және сонымен қатар төлқұжаттың берілгендері көмегімен, электр қозғалтқыштарының кең сыныбына арналған тұрақты және өзгергіш қуаттылық шығындарын есептеуге болады.

Қуаттың айнымалы шығындары анықталады:

(17)

\[\mathrm{D}B_{\mathrm{id}}\;=\;\mathrm{D}B-~\Delta B_{i}\]

Мұнда ΔР ₀ қуаттың тұрақты шығындары:

(17а)

Асинхрондық электр қозғалтқышың ПӘК әр түрлі жүктемелерде келесі формуламен есептеуге болады.

(18)

\[h\left(b\right)=\frac{100}{100+\frac{\alpha!00^{\circ}100}{\hat{\mathrm{e}}}-100\hat{\bar{\phi}}}\hat{\mathrm{a}}\]

Коэффициент b келесіден табылады:

(19)

\[{\hat{A}}={\frac{b^{2}+a}{b\left(1+a\right)}}\]

Мұндағы: β-электр қозғалтқышың жүктелу коэффициенті (салыстырмаларды бірліктерде өлшенеді) ; α-қуаттың тұрақты шығындарының өзгеретін шығындарға қатынасын беретін коэффициент:

(20)

\[a={\frac{\mathrm{D}D_{0}}{\Delta D_{u s}}}\]

Асинхронды электр қозғалтқышының бос жүріс тогы

Асинхрондық электр қозғалтқыштарының бос экономикалық жағынан жағымсыз келеді, себебі ол кезде тораптан реактив қуаттың тұтынылуы күрт жоғарылайды. Бұлқуат коэффициентінің төмендеуіне, күштік тораптардың эксплуатациялау шарттарын нашарлатады, электр энергиясының қосымша шығындарына алып келеді.

Қозғалтқышы статор фазаларда номинал кернеулерде бос жүру тогы келесі формуламен есептеледі:

(21)

\[I_{o}=I_{i}\frac{\bar{\bf e}}{\hat{\bf e}}\mathrm{sinj}\ _{i}-\frac{S_{t}\stackrel{\star\mathrm{}}{\bf e}\circ\phi_{t}}{S_{\dot{\alpha}\bar{\theta}}}\hat{\Pi}\]

Мұндағы: S _н -номинал сырғанау; S _кр -критикалық сырғанау; cosφ _н - электр қозғалтқышының номинал қуатының коэффициенті; I _н -номинал ток.

Есептік-графикалық жұмыс

Кесте 3

Асинхронды электр қозғалтқышының техникалық

Қозғалтқыш

үлгісі

Р _н кВт

Номинал жүкті тиеу жанында

Мmax

Мпуск

Мном

I _Ном

I _пуск

Қоз-ш массасы

V _{н, в}

n ₂ об/мин

η _{н %}

Cos

Қозғалтқышүлгісі: А2-71-8

РнкВт: 13, 0

Номинал жүкті тиеу жанында: 730

МmaxМпуск: 85, 5

МпускМном: 0, 82

IНомIпуск: 1, 7

Қоз-ш массасы: 1, 1

Vн, в: 7

191, 0

380

Берілген электр қозғалтқышы үшін анықтау керек: 1) тұтынылатын қуат; 2)

Номинал, максималды және жіберуші момент; 3) номинал және жіберуші токтар; 4) номинал және критикалық сырғанау; 5) жуықты және анықталған механикалылар мінездемелерді М=f(s) және n ₂ =f(M) есептеу және салу керек; 6) тұрақты және өзгергіш қуат шығындарын; 7) әртүрлі жүктеме коэффициенттеріндегі ПӘК және η=f(β) тәуелділігін салу; 8) бос жүру тогын.

Шешім

Қозғалтқыштың тораптан тұтынатын қуаты:

Р1═Рн/ηн═13, 0/0, 855═15, 21кВ

2. Номинал момент қозғалтқыш білігінде:

Мном═9, 55*Рн/ ηн═9, 55*13*10 ³ /730═170 Н*м

3 кестедегі шарттарға сәйкес максималды және жіберу моменттері:

Мmax═ 1, 7*Мн ═1, 7*170 Н*м═289 Н*м

Мпуск═ 1, 1* Мн═1, 1*170 Н*м═ 187 Н*м

Номинал және жіберу токтары:

Iн═Pн /√3*Uн *cosφн ηн ═13*10 ³ /1. 73*380*0. 82*0. 855═28, 21 A

Iп═7* Iн═7*28, 21 А═197, 47 А

Номинал және критикалық сырғанау:

Sн ═ (n1-n2) /n1═(750-730) /750═0. 03

S ═ Sн(kм+√kм ² -1) ═0. 03*(1, 7+√1, 7 ² -1) ═ 0, 092

n2=n1(1-S) түріндегі сырғанау теңдеуін және Клосс формуласын қолданып

\[M=\frac{2M_{\mathrm{max}}}{S_{e\partial}}+\frac{S}{S};\]

және 0-ден 1-ге дейін шектерде S сырғанауды қойып, айналдыру моментін есептейміз.

n ₂ = 750*(1-0, 01) ═742, 5 айн/мин.

n ₂ = 750*(1-0, 02) ═735 айн/мин

n ₂ = 750*(1-0, 04) ═720 айн/мин

n ₂ = 750*(1-0, 00, 06) ═705 айн/мин

n ₂ = 750*(1-0, 00, 096) ═678 айн/мин

n ₂ = 750*(1-0, 2) ═600 айн/мин

n ₂ = 750*(1-0, 3) ═525 айн/мин

n ₂ = 750*(1-0, 4) ═450 айн/мин

n ₂ = 750*(1-0, 5) ═375 айн/мин

n ₂ = 750*(1-0, 6) ═300 айн/мин

n ₂ = 750*(1-0, 7) ═225 айн/мин

n ₂ = 750*(1-0, 8) ═150 айн/мин

n ₂ = 750*(1-0, 9) ═75 айн/мин

n ₂ = 750*(1-1) ═0 айн/мин

М═2*289/(0, 092/0, 01+0, 01/0, 092) ═ 62, 09 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 02+0, 02/0, 092) ═119, 99 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 04+0, 04/0, 092) ═211, 34 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 06+0, 06/0, 092) ═264, 89 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 096+0, 096/0, 092) ═288, 71 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 2+0, 2/0, 092) ═219, 44 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 3+0, 3/0, 092) ═162, 04 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 4+0, 4/0, 092) ═126, 28 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 5+0, 5/0, 092) ═102, 86 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 6+0, 6/0, 092) ═86, 59 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 7+0, 7/0, 092) ═74, 67 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 8+0, 8/0, 092) ═65, 59 Н*м

М═2*289/(0, 092/0, 9+0, 9/0, 092) ═58, 47 Н*м

М═2*289/(0, 092/1+1/0, 092) ═52, 73 Н*м

Есеп-қисаптардың нәтижелері 4 кестеде:

Клосса формуласымен берілген қозғалтқыштың механикалық мінездемелерінің есеп-қисаптары нәтижелері

Кесте 4

№

n ₂ айн/мин

М, Н*м

№: 1

S: 0, 01

n2айн/мин: 742, 5

М, Н*м: 62, 09

№: 2

S: 0, 02

n2айн/мин: 735

М, Н*м: 119, 99

№: 3

S: 0, 04

n2айн/мин: 720

М, Н*м: 211, 34

№: 4

S: 0, 06

n2айн/мин: 705

М, Н*м: 264, 89

№: 5

S: 0, 96

n2айн/мин: 678

М, Н*м: 288, 71

№: 6

S: 0, 2

n2айн/мин: 600

М, Н*м: 219, 44

№: 7

S: 0, 3

n2айн/мин: 525

М, Н*м: 162, 04

№: 8

S: 0, 4

n2айн/мин: 450

М, Н*м: 126, 28

№: 9

S: 0, 5

n2айн/мин: 375

М, Н*м: 102, 86

№: 10

S: 0, 6

n2айн/мин: 300

М, Н*м: 86, 59

№: 11

S: 0, 7

n2айн/мин: 225

М, Н*м: 74, 67

№: 12

S: 0, 8

n2айн/мин: 150

М, Н*м: 65, 59

№: 13

S: 0, 9

n2айн/мин: 75

М, Н*м: 58, 47

№: 14

S: 1

n2айн/мин: 0

М, Н*м: 52, 73

Кесте 4-ң берілгендері көмегімен А2-92-8 типті электр қозғалтқышының М═f(S) және n ₂ ═f(M) механикалық сипаттамасы тұрғызылады

(11) және (12) формулаларын ескере отырып дәлденген формуламен (10) А2-92-8 типті электр қозғалтқышының механикалардың мінездемелерін есептейміз.

3 кестеде келтірілген техникалық берілгендерден:

К _м =1, 7; К _n =1, 1; К _R = Км/К _п =1, 7/1, 1=1, 55 S _н =0, 03.

(12) формуламен критакалық сырғанауды тауып аламыз:

(11) Формуламен келесіні тауып аламыз:

әртүрлі сырғанаулар кезіндегі электр қозғалтқыштың моменттерін анықтап, механикалық мінездемелерді саламыз. Есеп-қисаптардың нәтижелері 5 кестеде мәлімделген.

5 кесте

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.