Електричні машини

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти науки молоді та спорту україни

Криворізький національний університет

Кафедра електромеханіки

Контрольна робота

з дисципліни «Електричні машини»

Кривий Ріг

2014 р.

Завданням роботи є вибір та обґрунтування оптимального варіанту синхронного двигуна.

Вихідні дані.

Р_в = 36 кВт

Q = 10кВар

Вибір номінальної потужності СД

Активну потужність СД для режиму найбільшого навантаження Р_вм визначаємо

Р_см=Р_мв/?_н; кВт

Обираємо СД різновиду «9500» з ?_н = 0,95; cos ц_н = 1

Потужність на валу СД повинна обиратись з умови

Р_вн >= ?_н*cos ц_н*v((Р_вн/?_н)²+Q_с²)

Р = 0,95*1*v((36/0,95)²+10²) = 37,23 кВт

У відповідності з рядом допустимих значень приймаємо Р_нв= 40 кВт.

Вибір дозволяє встановити базисні значення:

S_б = Р_вн /?_н*cos ц_н = 40/0,95*1 = 42,11 кВа

І_б = І_н = S_б * 10³/ 3 * U_н = 42,11*10³/3*220 = 63,80 А

Математична модель СД

При виконанні розрахунків пов`язаних з вибором оптимального варіанту СД.

Варто використати математичну модель явно полюсного СД, утворену системою рівнянь:

U = E_я+І*(R+j*X_д);

F = Т_в+К_аd*І_d+K_aq*I_q;

Р_с = Р_в+І²*R+ДР₀₀;

ДР_в = і_в*(і_в0/3*І_н).

У цих рівняннях:

U = 1 - фазна напруга якоря;

І - фазний струм якоря;

R - фазний опір якоря;

Х_б - індуктивний опір.

Фази якорю еквівалент дії полів розсіювання.

Таблиця паспортних даних обраного двигуна

F_b=i_b - М.Р.С збудження (струм збудження);

F₀ - результуюча М.Р.С машини;

Е₀ - результуюча Е.Р.С фази якоря;

К_ad ; K_aq - коефіціенти приведення М.Р.С якоря за вісями;

ДР_оо - потужність механічних втрат та втрат у залізі;

ДР_b - потужність втрат на збудження;

i_ba/I_н - кратність базисного струму збудження.

Визначаємо відсутні параметри.

Р_нв=Р_нв/S_б=40/42,11=0,95

І_р=І_р/І_б=42,11/63,80=0,66 Р_в=Р_b/S_б=26,4/42,11=0,627

Визначаємо опір фази якоря.

R=(1-?_н)cosц_н-ДР_оо=(1-0,95)*1-0,02=0,049

Визначення струму якоря.

Знаходимо активну складову струму якоря.

І_а=(U-v(U²-4R*(P_в+ДР_о+І_р²))/2R

І_а=(1-v1²-4*0,049*(0,627+0,02+0,66²*0,049))/2*0,049=1.051

І_я=1,051*64=67.265 А

Повний струм якоря.

І^{^}=v(І_а²+І_р²)=v(1,051²+0,66²)=1,61

І=1,61*64=103,03 А

Визначаємо результуючу Е.Р.С.

Е_о=v(U²+I²(R²+X_д²)-2(I_aR+I_pX_д))

Е_о=v(1²+1,61²*(0,049²+0,05²)-2*(1,051*0,049+0,66*0,05)= 0,946

Визначаємо результуючу М.Р.С.

F_о=Е_о⁴=0,946⁴=0,801

Знаходимо складові М.Р.С якоря.

д=arctg (І_аХ_д+І_рR_a)/(U-I_aR_a+I_pX_д)

д=arctg (1,051*0,05+0,66*0,049)/(1-1,051*0,049+0,66*0,05)=2,833^?

Розраховуємо кут вибігу ротору.

И=arctg ((F_o*sinд+I_a*K_aq)/(F_o*sinд-I_p*K_aq))-д

И =arctg ((0,801*sin2,833+1,051*0,6)/(0,801*cos2,833-0,66*0,6)-2,833)=7,01^°

ц=arccos I_a/I = arccos 1,051/1,61=1,221^°

ш=ц-д-И=-1,221^°-2,833^?+7,01^°=-8,622^°

Визначаємо складові струму якоря (уздовжню та поперечну).

І_d=І*sinш=1,61*sin(-8,622^°)=-0,241

І_q=I*cosш=1,61*cos(-8,622^°)=1,592

Визначаємо струм збудження.

і_b=F_b=v(F_o²-(I_q*K_aq)²-I_d*K_ad=v(0,801²-(1,592*0,6)²+0,241*0,9= 0,737

Визначаємо струм збудження І_вб.

І_вб=і_вб*І_б=0,053*64=3,392 А

Максимальний струм збудження.

і_в=і_вб*І_вб= 0,053*3,392=1,18 А

і_{в max}=і_{вб max}*і_вб=1,18*3,392=4,003 А

Визначаємо потужність втрат на збудження.

ДР_вб=і_в*((і_вб*U)/(3*U_н*І_б))=1,18*((0,053*220)/(3*220*64))=3,257*10^-4

Загальні втрати енергії у синхронному двигуні.

Р_м=І_а²*R_а=1,051²*0,049=0,054

?ДР=Р_м+ДР_вб+ДР_о=0,054+0,0003+0,02=0,074

?Р=?ДР*Р_в=0,074*37,23=2,767 кВт

?Р_м=?ДР*Р_вн=0,074*40=2,96 кВт

Загальна середня мережева потужність втрат.

?ДР_ср=(?ДР_м+?ДР)/2=(2,767+2,96)/2=2,864 кВт

Визначаємо значення реактивної потужності.

Q_с=-3*U_н*І_р*10^-3=-3*220*63,8*10^-3=-42,108 кВАр

Активна мережева потужність СД.

Р_с=3*220*І_р=3*220*103,03=68 кВт

синхронний двигун ротор

Размещено на Allbest.ru