Расчет асинхронного конденсаторного электродвигателя
Схема включения асинхронного конденсаторного электродвигателя в однофазную сеть. Определение входного сопротивления схемы замещения для токов прямой и обратной последовательностей при скольжении. Расчет коэффициента трансформации и емкости конденсатора.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.11.2012 |
| Размер файла | 551,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Одна из основных особенностей электрических машин автоматических устройств состоит в том, что в подавляемом большинстве эти машины являются не симметричными. На практике для расчета таких машин используют либо метод двух реакций, либо метод вращающихся полей, либо метод симметричных составляющих. Первый метод чаще применяют для расчета явнополюсных машин, второй - для машин нетрадиционных конструкций, третий - для машин с симметричным ротором.
Целью данного типового расчета является изучение метода симметричных составляющих и приобретение навыков его применения для анализа машин с электрической несимметрией на статоре.
В качестве объекта для анализа принят двухфазный несимметричный асинхронный конденсаторный двигатель, питающийся от однофазной сети. [1,стр. 3]
Расчетное задание
1. Начертить:
§ схему включения асинхронного конденсаторного электродвигателя (АКД) в однофазную сеть;
§ схемы замещения главной фазы для токов прямой и обратной последовательностей.
2. Определить коэффициент трансформации и емкость конденсатора, обеспечивающих круговое вращающееся поле при заданном в таблице 1 скольжении s0.
3. Произвести расчет для скольжений s от 0 до 1.0 с шагом 0.05:
§ симметричных составляющих токов;
§ токов в фазах;
§ суммарного потребляемого тока;
§ напряжения на конденсаторе.
Результаты расчетов свести в таблицу. Построить графики модулей указанных величин.
4. Рассчитать электромагнитные моменты от токов прямой и обратной последовательностей. Построить механическую характеристику АКД. На механической характеристике показать точки соответствующие s0 и sэ.
5. Для скольжения sэ, указанного в табл.1, определить потери мощности в АКД, рассчитать КПД и изобразить в масштабе энергетическую диаграмму двигателя.
6. Для скольжения s0 построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Исходные данные
|
rSA |
xSA |
rRA |
xRA |
xmA |
s0 |
sэ |
|
|
90 |
45 |
60 |
35 |
900 |
1 |
0,1 |
· Параметры схемы замещения фазы А двигателя даны в Омах.
· Номинальное напряжение двигателей - 220 В.
· Номинальная частота питающей сети - 50 Гц.
· Синхронная частота вращения - 3000 об/мин.
1. Схема включения асинхронного конденсаторного электродвигателя в однофазную сеть (рисунок 1)
Рисунок 1.
Схема замещения главной фазы для токов прямой последовательностей рисунок 2 и обратной последовательностей рисунок 3.
Рисунок 2.
Рисунок 3.
2. Определение входного сопротивления схемы замещения для токов прямой и обратной последовательностей при скольжении
1. Активное сопротивление параллельных ветвей:
2. Индуктивное сопротивление параллельных ветвей:
3. Входное сопротивление схемы замещения фазы А:
для токов прямой последовательности
для токов обратной последовательности
3. Определение коэффициента трансформации и емкости конденсатора, обеспечивающих круговое вращающееся поле при заданном скольжении s0
Емкость конденсатора рассчитывается по формуле, мкФ
Принимаем
4. Входные сопротивления схемы замещения вспомогательной фазы
5. Производим расчет для скольжений s от 0 до 1.0 с шагом 0.05
§ симметричных составляющих токов;
§ токов в фазах;
§ суммарного потребляемого тока;
§ напряжения на конденсаторе.
Пример расчета при s=1.
Токи в фазах
Общий ток, потребляемый двигателем
Напряжение на конденсаторе
Коэффициент мощности
Результаты расчетов для s от 0 до 1представлены в таблице 1.
График модулей симметричных составляющих токов представлен на рисунке 4.
График модулей токов в фазах и общего тока представлен на рисунке 5.
График модулей напряжения на конденсаторе представлен на рисунке 6.
Рисунок 4 - График симметричных составляющих токов
Рисунок 5 - График токов в фазах и общего тока
Рисунок 6 - График напряжения на конденсаторе
Таблица 1.
|
s |
0 |
0.05 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
0.25 |
0.3 |
0.35 |
0.4 |
0.45 |
0.5 |
0.55 |
0.6 |
0.65 |
0.7 |
0.75 |
0.8 |
0.85 |
0.9 |
0.95 |
1 |
|
|
|IA1| |
0,428 |
0,454 |
0,569 |
0,683 |
0,78 |
0,862 |
0,929 |
0,986 |
1,035 |
1,077 |
1,113 |
1,145 |
1,173 |
1,198 |
1,22 |
1,24 |
1,258 |
1,275 |
1,29 |
1,304 |
1,317 |
|
|
ц(IA1) |
81,64 |
-64,29 |
-47,6 |
-40,09 |
-36,28 |
-34,12 |
-32,8 |
-31,95 |
-31,36 |
-30,95 |
-30,65 |
-30,42 |
-30,25 |
-30,1 |
-29,99 |
-29,89 |
-29,81 |
-29,73 |
-29,66 |
-29,58 |
-29,51 |
|
|
|IA2| |
1,407 |
1,116 |
0,904 |
0,744 |
0,619 |
0,52 |
0,439 |
0,372 |
0,315 |
0,266 |
0,225 |
0,189 |
0,157 |
0,129 |
0,104 |
0,082 |
0,062 |
0,044 |
0,028 |
0,013 |
0 |
|
|
ц(IA2) |
-63,18 |
-66,98 |
-69,7 |
-71,73 |
-73,31 |
-74,5 |
-75,83 |
-76,43 |
-77,14 |
-77,75 |
-78,27 |
-78,73 |
-79,13 |
-79,48 |
-79,81 |
-80,09 |
-80,35 |
-80,58 |
-80,81 |
-81,01 |
-81,19 |
|
|
|IB1| |
0,757 |
0,803 |
1,006 |
1,207 |
1,379 |
1,523 |
1,642 |
1,743 |
1,829 |
1,903 |
1,967 |
2,023 |
2,073 |
2,117 |
2,156 |
2,192 |
2,224 |
2,254 |
2,281 |
2,305 |
2,328 |
|
|
ц(IB1) |
-8,41 |
25,76 |
42,45 |
49,96 |
53,77 |
55,94 |
57,24 |
58,09 |
58,68 |
59,09 |
59,39 |
59,62 |
59,79 |
59,94 |
60,06 |
60,15 |
60,24 |
60,32 |
60,39 |
60,46 |
60,53 |
|
|
|IB2| |
2,487 |
1,972 |
1,598 |
1,315 |
1,095 |
0,919 |
0,776 |
0,657 |
0,556 |
0,471 |
0,397 |
0,333 |
0,277 |
0,228 |
0,184 |
0,144 |
0,109 |
0,078 |
0,049 |
0,023 |
0 |
|
|
ц(IB2) |
26,86 |
23,07 |
20,35 |
18,32 |
16,74 |
15,84 |
14,46 |
13,62 |
12,91 |
12,29 |
11,77 |
11,31 |
10,91 |
10,56 |
10,24 |
9,952 |
9,639 |
9,456 |
9,239 |
9,037 |
8,849 |
|
|
|IA| |
1,086 |
0,662 |
0,433 |
0,393 |
0,47 |
0,575 |
0,676 |
0,767 |
0,846 |
0,915 |
0,975 |
1,029 |
1,076 |
1,118 |
1,156 |
1,19 |
1,22 |
1,248 |
1,273 |
1,296 |
1,317 |
|
|
ц (IA) |
-50,02 |
-68,82 |
80,77 |
42,71 |
16,28 |
1,801 |
-6,646 |
-12,09 |
-15,89 |
-18,69 |
-20,85 |
-22,55 |
-23,94 |
-25,09 |
-26,05 |
-26,87 |
-27,56 |
-28,16 |
-28,68 |
-29,13 |
-29,52 |
|
|
|IB| |
3,136 |
2,775 |
2,558 |
2,427 |
2,348 |
2,301 |
2,274 |
2,259 |
2,253 |
2,252 |
2,254 |
2,259 |
2,265 |
2,272 |
2,279 |
2,287 |
2,295 |
2,303 |
2,312 |
2,32 |
2,328 |
|
|
ц (IB) |
18,85 |
23,85 |
28,86 |
33,44 |
37,46 |
40,91 |
43,84 |
46,35 |
48,49 |
50,32 |
51,91 |
53,29 |
54,51 |
55,58 |
56,53 |
57,37 |
58,13 |
58,82 |
59,44 |
60,01 |
60,53 |
|
|
|I| |
2,294 |
2,882 |
2,846 |
2,816 |
2,791 |
2,771 |
2,754 |
2,74 |
2,728 |
2,718 |
2,709 |
2,702 |
2,695 |
2,69 |
2,686 |
2,683 |
2,68 |
2,678 |
2,676 |
2,675 |
2,675 |
|
|
ц (I) |
39,12 |
37,12 |
35,74 |
34,73 |
33,97 |
33,39 |
32,92 |
32,55 |
32,25 |
31,99 |
31,79 |
31,62 |
31,48 |
31,36 |
31,26 |
31,18 |
31,12 |
31,074 |
31,042 |
31,022 |
31,02 |
|
|
cos ц |
0,856 |
0,797 |
0,811 |
0,821 |
0,829 |
0,835 |
0,839 |
0,842 |
0,846 |
0,848 |
0,85 |
0,852 |
0,853 |
0,854 |
0,855 |
0,856 |
0,856 |
0,857 |
0,857 |
0,857 |
0,857 |
|
|
|UC| |
340,437 |
301,255 |
277,731 |
263,516 |
254,931 |
249,81 |
246,855 |
245,276 |
244,582 |
244,462 |
244,716 |
245,214 |
245,871 |
246,63 |
247,451 |
248,311 |
249,192 |
250,084 |
250,98 |
251,875 |
252,77 |
6. Электромагнитные моменты от токов прямой и обратной последовательностей
Угловая частота вращения поля
Пример расчета при s=1.
Результаты расчетов сведем в таблицу 2.
Таблица 2.
|
S |
0 |
0.05 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
0.25 |
0.3 |
0.35 |
0.4 |
0.45 |
0.5 |
0.55 |
0.6 |
0.65 |
0.7 |
0,75 |
0,8 |
0,85 |
|
|
M1, Нм |
0 |
0,55 |
0,81 |
0,93 |
0,98 |
0,99 |
0,98 |
0,95 |
0,92 |
0,89 |
0,86 |
0,83 |
0,8 |
0,77 |
0,74 |
0,72 |
0,7 |
0,67 |
|
|
M2, Нм |
-0,35 |
-0,23 |
-0,15 |
-0,11 |
-0,08 |
-0,06 |
-0,04 |
-0,03 |
-0,02 |
-0,02 |
-0,01 |
-0,009 |
-0,006 |
-0,004 |
-0,003 |
-0,002 |
-0,001 |
-0,0006 |
|
|
M, Нм |
-0,35 |
0,32 |
0,66 |
0,82 |
0,9 |
0,93 |
0,94 |
0,92 |
0,09 |
0,87 |
0,85 |
0,824 |
0,794 |
0,766 |
0,737 |
0,718 |
0,699 |
0,6694 |
|
S |
0,9 |
0,95 |
1 |
1,05 |
1,1 |
1,15 |
1,2 |
1,25 |
1,3 |
1,35 |
1,4 |
1,45 |
1,5 |
1,55 |
1,6 |
1,65 |
1,7 |
|
|
M1, Нм |
0,65 |
0,631 |
0,612 |
0,594 |
0,576 |
0,56 |
0,545 |
0,53 |
0,516 |
0,503 |
0,491 |
0,479 |
0,468 |
0,457 |
0,447 |
0,438 |
0,428 |
|
|
M2, Нм |
-0,0002 |
-0,00006 |
0 |
-0,00005 |
-0,0002 |
-0,0004 |
-0,0008 |
-0,001 |
-0,0016 |
-0,002 |
-0,0027 |
-0,003 |
-0,004 |
-0,005 |
-0,005 |
-0,006 |
-0,007 |
|
|
M, Нм |
0,6498 |
0,631 |
0,612 |
0,594 |
0,576 |
0,56 |
0,544 |
0,529 |
0,515 |
0,501 |
0,488 |
0,476 |
0,464 |
0,452 |
0,442 |
0,432 |
0,421 |
|
S |
1,75 |
1,8 |
1,85 |
1,9 |
1,95 |
2 |
|
|
M1, Нм |
0,42 |
0,411 |
0,403 |
0,394 |
0,385 |
0,375 |
|
|
M2, Нм |
-0,008 |
-0,008 |
-0,009 |
-0,008 |
-0,005 |
0 |
|
|
M, Нм |
0,412 |
0,403 |
0,394 |
0,386 |
0,38 |
0,375 |
Рисунок 7 - Механическая характеристика АКД
7. Потери мощности и КПД в АКД при скольжении sэ
асинхронный электродвигатель ток конденсатор
Мощность, потребляемая обмотками статора из сети
Электрические потери в обмотках статора.
Где
Электрические потери в роторе от токов прямой последовательности
от токов обратной последовательности
Мощность, поступающая в ротор от поля прямой последовательности и идущая на покрытие электрических потерь в роторе от токов обратной последовательности
Полная механическая мощность на валу
Полезная механическая мощность на валу:
где Pмех- механические потери мощности. В микромашинах эти потери достаточно велики. В расчете рекомендуется принять
По рассчитанным мощностям строится энергетическая диаграмма АКД и определяется КПД:
Энергетическая диаграмма изображена на рисунке 9.
Рисунок 8 - Энергетическая диаграмма
8. Векторная диаграмма токов и напряжений при скольжении s0
Рисунок 9 - Векторная диаграмма токов
Рисунок 10 - Векторная диаграмма напряжений
Список используемой литературы
1. Приступ А.Г. Методические указания к РГЗ «Асинхронные конденсаторные двигатели».
2. Осин И.Л. Методические указания к типовому расчету по курсу "Электрические машины автоматических устройств" - http://elmech.mpei.ac.ru/books/tr/AKD/index.html
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Принципы управления электромагнитными процессами при пуске и торможении. Особенности конденсаторного торможения. Выбор электрооборудования, коммутационной и защитной аппаратуры для создания установки асинхронного электропривода. Техника безопасности.
дипломная работа [7,4 M], добавлен 23.10.2011Главные параметры асинхронного двигателя с фазным ротором, технические характеристики. Расчет коэффициента трансформации ЭДС, тока и напряжения. Экспериментальное определение параметров схемы замещения. Опыт короткого замыкания и работы на холостом ходу.
лабораторная работа [109,0 K], добавлен 18.06.2015Построение нагрузочной диаграммы электродвигателя привода. Определение необходимой мощности асинхронного двигателя привода. Расчет продолжительности пуска электродвигателя с нагрузкой. Электрическая схема автоматического управления электродвигателем.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.05.2019Выбор схемы включения двигателя. Определение емкости рабочего и пускового конденсатора и их типа. Особенности подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть. Расчет емкости рабочего и пускового конденсатора. Пример расчета для двигателя АИР-56А4.
курсовая работа [25,2 K], добавлен 19.07.2014Выбор главных размеров асинхронного электродвигателя. Определение числа пазов, числа витков в фазе и поперечного сечения проводов обмотки статора. Расчет ротора, магнитной цепи. Параметры рабочего режима. Расчет рабочих и пусковых характеристик.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.06.2015Конструкция асинхронного электродвигателя. Асинхронные и синхронные машины. Простые модели асинхронного электропривода. Принцип получения движущегося магнитного поля. Схемы включения, характеристики и режимы работы трехфазного асинхронного двигателя.
презентация [3,0 M], добавлен 02.07.2019Выбор главных размеров трехфазного асинхронного электродвигателя. Определение числа пазов, витков и сечения провода обмотки статора. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчет короткозамкнутого ротора, намагничивающего тока.
курсовая работа [285,6 K], добавлен 14.03.2009Расчёт и построение нагрузочной диаграммы. Выбор и проверка электродвигателя. Построение пусковой и тормозной диаграмм. Расчет времени работы и рабочих токов ступеней реостата. Разработка принципиальной схемы управления. Выбор электромагнитного тормоза.
курсовая работа [368,8 K], добавлен 14.01.2013Выбор емкости рабочего и пускового конденсатора. Выбор схемы включения двигателя и типа конденсаторов. Пуск двигателя без нагрузки и под нагрузкой, близкой к номинальному моменту. Определение значения напряжения на конденсаторе и рабочей емкости.
курсовая работа [380,9 K], добавлен 08.07.2014Определение параметров схемы замещения прямой последовательности. Расчет начальных значений токов трехфазного короткого замыкания и его периодической составляющей. Схема замещения нулевой и обратной последовательности, особенности расчета токов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.01.2013
