Читайте также:
|
Для ДПТ с НВ средней и большей мощности (имеющих достаточно жесткую характеристику, ввиду малой величины Rя) попытка пуска путем прямого включения в сеть приведет к появлению разрушительных величин момента и тока якоря, многократно превышающих номинальные.
Для снижения пускового момента до приемлемых значений применяют реостатный пуск, выполняя пусковой реостат ступенчатым.
Имея паспортную характеристику двигателя и заданные пределы пускового момента М1<МП<М2 параметры пускового реостата можно определить на основе графического построения (рис. 2.3).
В координатах М, ω, аналогично 2.2.1, строим естественную характеристику двигателя по точкам с координатами (М0, ω0) и (МН, ωН). Затем проводим горизонтали, соответствующие пределам пускового момента М1 и М2. Пуск должен начаться с точки, лежащей на оси ординат (ω=0) в пределах отрезка, соответствующего пусковому моменту М1<МП<М2. Очевидна целесообразность принять за таковую точку а, которая будет принадлежать искусственной характеристике, соответствующей включению в цепь якоря первой ступени пускового реостата Rп1. Соединив а с общей точкой всех характеристик ω0, построим искомую искусственную характеристику. Как видно из рисунка 2.3, разгон по этой характеристике, начавшись с точки а, будет продолжаться при одновременном наборе скорости якоря и падении момента до точки a1 (переход через a1 будет означать нарушение условия по пусковому моменту МП>М1). Для того чтобы продолжить разгон в заданных пределах пускового момента, необходимо уменьшить сопротивление пускового реостата (переключиться на вторую его ступень Rn2) с тем, чтобы вновь оказаться на верхнем пределе пускового момента - в точке b. Исключение бросков скорости якоря в момент переключения обеспечит переход из точки a1 в точку b - по вертикали (константа скорости).
Далее процесс построения продолжается аналогично предыдущему: точка b, соединяется с ω0, разгон продолжается в зоне отрезка bb1, далее переход по вертикали из b1 в c и т.д.
Построение завершается тем, что последняя вертикаль (соответствующая отключению пускового реостата) должна пересечься с отрезком dH, принадлежащим естественной характеристике. Пуск теперь завершится по естественной характеристике с переходом из точки d2 в точку Н (если подразумевать, что загрузка двигателя соответствует номинальному моменту).
Рис. 2.3 Пусковые характеристики ДПТ НВ
Число ступеней пускового реостата (в данном случае - 3) определится непосредственно из построения по числу переключений (вертикалей).
Поскольку установлено, что отклонение характеристик от вертикали (жесткость) определяется величиной сопротивления в якорной цепи, любая горизонталь в координатах М, ω разбивается лучами характеристик на отрезки, пропорциональные этим сопротивлениям.
Рассматривая горизонталь a e, отметим, что отклонение естественной характеристики - d e определяется величиной сопротивления обмотки якоря RЯ.
Тогда на основе пропорциональных связей определим сопротивления ступеней пускового реостата:
(2.16)
Для обеспечения своевременного переключения ступеней пускового реостата служит автоматизированная система управления, срабатывающая в функции скорости, тока или напряжения. Пусковой реостат может использоваться для регулирования частоты вращения якоря (при номинальной загрузке двигателя такому регулированию на рисунке 2.3 будут соответствовать рабочие точки a2, b2, c2).
2.3 Р асчет и построение механических характеристик асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором
2.3.1 Естественная механическая характеристика в двигательном режиме
Наиболее распространенным методом является построение механической характеристики асинхронного двигателя по пяти характерным точкам, определяющим рабочие режимы в следующих координатах:
1. пусковой режим М = Мп; S = 1, (ω = 0);
2. режим снижения пускового момента M=MMIN; S=SMIN, (ω = ωMIN);
3. критический режим М = МК; S = SК, (ω = ωК);
4. номинальный режим М = МН; S = SН, (ω = ωН);
5. идеальный холостой ход М = 0; S = 0, (ω = ω0).
При этом считаются заданными паспортные данные двигателя:
1. номинальная мощность двигателя, РН, кВт
2. номинальное напряжение линии, UН, В
3. номинальная частота вращения вала двигателя, nH, об/мин
4. коэффициент пускового тока, Кп
5. коэффициент пускового момента, μп
6. коэффициент критического момента, μMAX
7. коэффициент минимального момента, μMIN
8. коэффициент полезного действия двигателя номинальный, ηН
9. коэффициент мощности двигателя номинальный, cosφH
1. Определить номинальный вращающий момент двигателя МН. Освободившись от внесистемной единицы измерения частоты вращения
вала двигателя nH, об/мин, 
Определим Мн:
(3.1)
2. Определить максимальный (критический) момент двигателя МMAX. Известно, что коэффициент критического момента
тогда 
,Н*м (3.2)
3. Определить пусковой момент двигателя МП.
тогда 
,Н*м (3.3)
Аналогично пусковому и критическому, минимальный момент
определяется, как
тогда 
,Н*м
4. Определить номинальный ток двигателя.
,
,А (3.4)
5. Определить пусковой ток двигателя Iп. Известно, что коэффициент пускового тока двигателя
тогда 
,А (3.5)
6. Определить скольжение ротора двигателя при номинальном режиме
загрузки SН. В общем случае скольжение определяется, как
,
где ω – текущее значение угловой скорости;
ω0 – синхронная угловая скорость или угловая скорость магнитного поля статора, определяемая как
, с-1
где ƒ- промышленная частота сети (ƒ=50Гц);
p – число пар полюсов статора, определяемое по типу двигателя.
Скольжение при номинальном режиме загрузки двигателя определится как
, (3.6)
7. Определить мощность, потребляемую двигателем из сети при номинальной нагрузке, Р1. Мощность статора Р1 и ротора Р2 связаны через к. п. д., тогда
, (3.7)
8. построить механическую характеристику двигателя M=f(S).
Из приведенных выше координат пяти характерных точек механической характеристики двигателя M=f(S) в двигательном режиме остается определить значение критического скольжения SK по следующей формуле
, (3.8)
Пример построения характеристики приведен на рисунке 3.1, следует отметить, что традиционно расположение функции M=f(S) сориентировано на совпадение с началом координат величины ω=0, тогда соответствующие этой точке значение скольжения будет S =1, а для ω=ω0, S=0. Таким образом, скольжение изменяется обратно частоте вращения. Кроме того для электропривода принято ориентировать механическую характеристику так, что ω0 и S откладываются по ординате, а М - по абсциссе, отсюда и написание функции ω0 = ƒ(M) или S = ƒ(M).
2.3.2 Искусственная механическая характеристика двигателя
Учитывая, что при пуске асинхронного двигателя происходит падение напряжения в сети, возникает необходимость корректировки механической характеристики. С этой целью строится искусственная механическая характеристика (рис. 3.1), основанная на тождественной связи
М ≡ U2 (3.9)
Обычно принимают падение напряжения сети равным 20%. Тогда значения моментов для характерных точек (как и всех остальных) при искусственной характеристике определятся, как
Рис. 3.1 Механическая характеристика асинхронного двигателя
2.3.3 Механическая характеристика рабочей машины
Обобщенным выражением механической характеристики рабочих машин чаще всего служит зависимость
(3.10)
где MC - текущее значение момента сопротивления (момента рабочей машины);
МСО - начальное значение момента сопротивления, (ωС=0);
МСН - номинальное значение сопротивления, (ωС = ωСН);
ωС - текущее значение частоты вращения;
ωСН - номинальное значение частоты вращения рабочей машины;
α - показатель степени, зависящий от типа рабочей машины.
Для подъемно транспортных машин – α = 0, для вентиляторов, центробежных насосов, сепараторов и молотильных барабанов – α = 2.
При отсутствии определенной информации, для α = 2:
При наличии передачи возникает необходимость приведения момента сопротивления машины к валу двигателя. Известно, что приведение моментов сил осуществляется через передаточное отношение i и к.п.д. передачи ηП, то
, (3.11)
передаточное отношение, взятое в направлении силового потока (от двигателя к рабочей машине).
Переходя от аргумента ω к аргументу S, учитывая выражение 3.6, с учетом произведенных преобразований расчетная формула (3.12) примет вид
Вычисленные по зависимости (3.12) значения приведенного момента сопротивления рабочей машины дают основание изобразить механическую характеристику рабочей машины в общей системе координат с механической характеристикой электродвигателя (рис. 3.1).
Статическое равновесие, отражающее установившийся режим работы электропривода, соответствует условию
МС = МДВ
На рисунке 3.1 это условие выполняется в точке пересечения характеристик двигателя и рабочей машины – C.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 106 | Нарушение авторских прав