§2.Практическая часть

§2.1 Двигатель на переменном токе

Дано:

• Механизм с постоянной нагрузкой

• Момент инерции механизма от момента инерции ротора выбранного двигателя

• Напряжение питания .

• Частота тока

• Частота вращения приведённого вала механизма

• Режим работы – постоянный (SI).

Необходимо:

1. Выбрать по каталогу асинхронный двигатель.

2. Рассчитать и построить механическую характеристику.

3. Определить частоту вращения заданного двигателя при заданном моменте нагрузки .

4. Определить время пуска двигателя .

5. Определить изменение частоты вращения при уменьшении питающего напряжения на 10%.

Решение:

1. Определяем мощность на валу двигателя:

2. Выбор двигателя по каталогу DAT 41461

По справочнику по электрическим машинам, т.2 под ред. И. П. Копылова и Б.К. Клокова выбираем асинхронный трёхфазный двигатель типа DAT 41461 со следующими паспортными данными:

Номинальное напряжение , В	200
Номинальная частота вращения , об/мин	5000
Номинальный вращающий момент , Н·м	785·10-4
Пусковой момент , Н·м	1185·10-4
Максимальный момент , Н·м	1570·10-4
Потребляемая мощность , Вт	80
Мощность короткого замыкания , Вт	250
Номинальный ток , А	0,5
Пусковой ток , А	1,35
Коэффициент полезного действия , %	55
Коэффициент мощности	0,43
Момент инерции ротора , кг·м2	18·10-6

Таблица№1: Паспортные данные двигателя DAT 41461

3. Постройка механической характеристики

1. Определение – номинального скольжения;

;

,

где надо выбрать таким образом, чтобы приблизить к значению номинальной частоты вращения, но не меньше чем номинальная частота вращения. Получается , а .

2. Определение – критического скольжения;

3. Определение постоянной величины ;

4. Расчёт значений по формуле Клосса для заданных значений скольжения S;

5. Расчёт для тех же значений S;

6. Расчёт значений моментов ;

Значения последних пунктов d, e и f сведём в таблицу №2:

S
0,01	0,02	50	50,02	49,35	0,03	0,06	47,1·10-4
0,05	0,1	10	10,1	9,43	0,14	0,28	219,8·10-4
0,1	0,2	5	5,2	4,53	0,29	0,58	455,3·10-4
0,17	0,33	3,03	3,36	2,69	0,49	0,98	769,3·10-4
0,2	0,38	2,63	3,01	2,34	0,57	1,14	894,9·10-4
0,3	0,58	1,74	2,32	1,65	0,81	1,62	1271,7·10-4
0,4	0,77	1,3	2,07	1,4	0,95	1,9	1491,5·10-4
0,5	0,96	1,04	2	1,33	1	2	1570·10-4
0,51	0,98	1,02	2	1,33	1	2	1570·10-4
0,6	1,15	0,87	2,02	1,35	0,98	1,96	1538,6·10-4
0,7	1,35	0,74	2,09	1,42	0,94	1,88	1475,8·10-4
0,8	1,54	0,65	2,19	1,52	0,88	1,76	1381,6·10-4
0,9	1,73	0,58	2,31	1,64	0,81	1,62	1271,7·10-4
1,0	1,92	0,52	2,44	1,77	0,75	1,5	1177,5·10-4

Таблица №2: Расчет значений моментов

, где коэффициенты находятся по формуле:

; ;

;

; .

Механическая характеристика двигателя.

График №1: Механическая характеристика асинхронного двигателя:

1 – при номинальном напряжении

2 – при напряжении 0,9 U.

4. Определение частоты вращения двигателя при заданном моменте нагрузки

При

При

Скольжение будет при :

.

Частота вращенеия при будет равна:

.

Проверка по формуле Клосса, см таблицу 2.:

.

По заданию момент нагрузки

5. Определение времени пуска электродвигателя

• Согласно заданию на проектирование и выбору по каталогу двигателя

• Кратность момента сопротивления равна

• Электромеханическая посатоянная времени определяется из выражения:

, с

И учитывая, что момент инерции ротора двигателя и приведённого механизма составляет

,

Отсюда, с

• Определение относительного динамического момента при различных скольжениях:

• Время пуска определяется по формуле:

, с

6. Определение изменения частоты вращения двигателя при изменении напряжения на .

Используя выражение, получаем:

S	при	при
0,01	47,1·10-4	38,2·10-4	0,05
0,05	219,8·10-4	178·10-4	0,23
0,1	455,3·10-4	368,8·10-4	0,47
0,17	769,3·10-4	623,1·10-4	0,8
0,2	894,9·10-4	724,9·10-4	0,92
0,3	1271,7·10-4	1030,1·10-4	1,31
0,4	1491,5·10-4	1208,1·10-4	1,54
0,5	1570·10-4	1271,7·10-4	1,62
0,51	1570·10-4	1271,7·10-4	1,62
0,6	1538,6·10-4	1246,3·10-4	1,59
0,7	1475,8·10-4	1195,4·10-4	1,52
0,8	1381,6·10-4	1119,1·10-4	1,42
0,9	1271,7·10-4	1030,1·10-4	1,31
1,0	1177,5·10-4	953,8·10-4	1,22

Таблица №3: Отношение значений моментов при пониженном напряжении

По механической характеристике и таблице частоту вращения при пониженном напряжении питающей сети на 10%.

В этом случае при ;

.

Таким образом частота вращения уменьшится на

7. Сравнение результатов расчётов с паспортными данными

Физическая величина	расчётная	паспортная
	–
		–
	–
		–
		–
при		–

Таблица №4: Сравнения паспортных данных и расчётными

8. Габаритные размеры приведены на чертеже №1