Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Указания к выполнению работы. Лабораторная установка состоит из асинхронного двигателя, генератора постоянного тока и регулируемой нагрузки.




 

Лабораторная установка состоит из асинхронного двигателя, генератора постоянного тока и регулируемой нагрузки.

Подключением различных ступеней нагрузного реостата изменяем нагрузку на генераторе и тем самым загрузку асинхронного двигателя. Снимая показания приборов находим зависимости оборотов, коэффициента мощности, напряжения, тока, мощности потребления с сети от загрузки двигателя.

Опытные данные заносим в таблицу.

 

Параметры Опыт
           
UA            
UB            
UC            
UCP            
IA            
IB            
IC            
ICP            
PA            
PB            
PC            
PCP            
Uген            
Iген            
Iв ген            
Рн            
Pсети            
cos φ            
ηдв            
Mвд            

 

-16-

 

Где -напряжение на обкладных конденсаторах

- угловая частота тока ( =50Гц)

-активная мощность приёмника.

К.П.Д. двигателя:

где — К.П.Д. двигателя;

— мощность потребляемая нагрузкой;

— суммарная мощность потребляемая из сети

 

 

— напряжение на фазах A, B, C;

— среднее значение напряжения;

— ток на фазах A, B, C;

— среднее значение тока;

— мощность потребляемая фазами A, B, C;

— среднее значение мощности;

— напряжение генератора;

— ток генератора;

— ток возбуждения генератора;

— коэффициент мощности;

— момент двигателя

 

-5-

 

Типичные механические характеристики для различных двигателей приведены на рис. 1.

 

Рисунок 1

Основным показателем, которым оцениваются механические характеристики являются жесткость β дв. и определяется как производная.

, (2)

В зависимости от жесткости механические характеристики подразделяются на четыре основных вида:

 

1. Абсолютно жесткая характеристика (рис. 1 прямая 1) соответствует двигателям, работающим при строго постоянной частоте вращения (синхронные двигатели) машины постоянного тока смешанного возбуждения со встречной последовательной обмоткой.

 

2. Жесткая или шунтовая характеристика (рис. 1. прямая 2 (β→∞) соответствует трехфазному асинхронному двигателю с малым сопротивлением ротора на участке АВ (рис. 1) шунтовуму двигателю постоянного тока. У этих двигателей незначительное изменение частоты вращения сопровождается значительным изменением момента.

 

-6-

 

3. Мягкая или сериесная характеристика (рис. 1 кривая 3) (β→0) свойственна двигателям, у которых значительное изменение частоты вращения сопровождается относительно небольшим возрастанием или убыванием момента.

Такими двигателями являются сериесный и компаундный двигатели с преобладанием последовательной обмотки, а также трехфазный асинхронный двигатель с большим сопротивлением ротора.

 

4. Поднимающиеся или возрастающая характеристика, при которой момент с возрастанием частоты вращения также растет (рис. 1 кривая 4). Такую характеристику имеет компаудный двигатель постоянного тока с преобладающей встречной последовательной обмоткой, а также асинхронный двигатель на участке ЛК (рис. 1).

 

Тормозные режимы асинхронных двигателей.

 

Асинхронный двигатель наряду с его основной работой может быть использован и в тормозных режимах: генераторном (с рекуперацией энергии), противовключением (с изменением полярности, тормозной пуск) и динамическом.

Механические характеристики при работе в различных режимах приведены на рис. 2. Участки механических характеристик прямого вращения (1 квадрант) и обратного вращения (III квадрант) представляют двигательный режим, а их продолжение в другие квадранты соответствует различным тормозным режимам.

 

Генераторный режим, или режим торможения с отдачей энергии в сеть (рекуперация энергии) осуществляется при частоте вращения ротора двигателя выше синхронной (n>n0). Такой режим может быть получен только под действием момента,

 

 

-15-

 

тарифу за электроэнергию в зависимости от значения коэффициента мощности.

Основной причиной низкого в электрических установках является недостаточная загрузка двигателей, трансформаторов, генераторов вследствие неправильного подбора по мощности(завышение мощности) или неправильной эксплуатацией (неполная загрузка рабочих машин).

Для повышения коэффициента мощности эектродвигателей необходимо:

1.Правильно подбирать двигатель к рабочей машине и обеспечить полную загрузку двигателя по мощности.

2.Исключить работу на холостом ходу.

3.При небольших длительных нагрузках- меньше 0,3..0,4 номинальной- целесообразно переключать двигатель на «звезду» если его нормальная работа осуществляется при соединении обмоток по схеме «треугольник».

4.Применять по возможности более скоростные двигатели и двигатели защищенного исполнения. Для искусственного повышения коэффициента мощности можно использовать синхронные компенсаторы (синхронные двигатели, работающие с перевозбуждением) или статические конденсаторы, ёмкостной нагрузкой.

5.Использовать синхронный компенсатор которым может являться синхронный электродвигатель работающий в перевозбужденном режиме.

В последнем случае ёмкость конденсаторов, необходимая для повышения коэффициента мощности со значением до можно определить для трехфазной нагрузки из выражения

, (20)

 

-14-

 

Полная мощность одной фазы:

При передачи одной и той же активной мощности значение определит величину протекающего тока:

, (19)

Которая в свою очередь определяет:

1) выбор сечения проводов, осуществляется по длительно допустимому току нагрузки (больше ток - больше сечение):

2) потери напряжения в линиях электропередачи и потери мощности (причем потери мощности пропорциональны квадрату тока). Необходимость снижения этих потерь до допустимых значений приводит к вынужденному увеличению сечения проводов и кабелей.

3) выбор мощности трансформаторных подстанций и электростанций, т.к. , это одна и та же активная мощность потребителя требует при низком больше значение установленной мощности трансформаторов и генераторов.

Кроме того, снижение активной мощности генераторов при низком ведет к неиспользованию первичных двигателей, их работе с низким к.п.д., перерасходу топлива.

Следовательно, экономически выгодно иметь более высокое значения коэффициента мощности.

Наилучшее использование электрооборудования достигается при

В связи с этим электроснабжающие организации ведут борьбу за повышение коэффициента мощности установок как путём разъяснения экономической выгоды, его высокого значения, так и путём применения шкалы скидок и надбавок к

-7-

 

приложенного к валу асинхронного двигателя от постоянного источника. (рис. 2)

(Пример: использование асинхронного двигателя в качестве генератора – тормоза на стенде ГОСНИТИ-СТЭУ-168 для обкатки и испытания тракторных двигателей после ремонта).

Механические характеристики этого режима располагаются в квадранте IV в случае перехода в режим торможения из двигательного режима прямого вращения и в квадранте II при переходе из режима обратного вращения.

Рисунок 2

Торможение противовключением осуществляется двумя способами:

а) в режиме тормозного спуска,

б) путем переключения на ходу двух фаз обмоток статора.

В режиме тормозного спуска (рис. 2) асинхронный двигатель работает тогда, когда будучи включенным для вращения в одну строну, он под действием нагрузки вынужден вращаться в другую. Механические характеристики соответствующие этому режиму, расположены в квадранте II (рис. 2) при схеме двигательного режима прямого вращения и в квадранте IV при схеме обратного вращения.

 

-8-

 

Торможение противовключением, получаемого путем переключения двух фаз обмотки статора (рис. 2) основано на том, что в результате переключения фаз изменяется направление вращения магнитного поля. Создается тормозной момент в соответствии с механическими характеристиками, расположенными в IV и II квадранте (рис. 2). Частота вращения ротора при этом уменьшается. При уменьшении частоты вращения ротора двигателя до минимального необходимо отключить двигатель от сети, иначе произойдет реверс, т.е. ротор начнет вращаться в противоположную сторону. А так как переключение двух фаз обмотки статора на ходу двигателя сопровождается резким увеличением тока в обмотке статора и ротора, токовыми перегрузками, то этому переключению должно обязательно предшествовать введение в цепь ротора дополнительного сопротивления.

При переводе асинхронного двигателя в режим динамического торможения двигатель отключают от сети. и в обмотку статора подают постоянный ток. а обмотку замыкают на регулируемое внешнее сопротивление R. Так как в обмотке статора проходит ток, потому наводится магнитное поле. В обмотках все еще вращающегося ротора возникает переменный ток, взаимодействие которого с магнитным полем статора создает тормозной момент. На величину этого момента влияют величины намагничивающей силы статора (величина тока) частота вращения ротора и сопротивление цепи ротора.

Механические характеристики режима динамического торможения приведены на рис. 2 в квадрантах IV и II. Они проходят через начало координат, так как при частоте ротора равной нулю (n=0) тормозной момент в этом режиме тоже равен нулю.

Величина максимального тормозного момента пропорциональна квадранту приложенного к статору напряжения и не зависимо от сопротивления цепи ротора R. Зато R – определяет величину скольжения, при котором получается максимум момента.

-13-

 

,(14)

Текущая частота вращения электродвигателя может быть выражена через номинальную частоту приближенно следующим образом:

, (15)

, (16)

Тогда предыдущее уравнение, определяющее приведенный момент сопротивления рабочей машины или механизма, запишется:

(17)

 

Одним из наиболее важных показателей использования установленной мощности источников и потребителей электроэнергии переменного тока является коэффициент мощности.

Коэффициент мощности показывает, какую часть от полной (кажущейся) мощности составляет активная мощность и математически определяется по формуле:

 

, (18)

Где: -полная (кажущаяся) мощность, КВА;

-реактивная мощность, кВАР

-активная мощность, кВТ

 

 

-12-

 

Механическую характеристику электродвигателя и соответственно следует построить в Ньютоно-метрах.

Затем необходимо построить механическую характеристику рабочего механизма .

При определении численных значений для построения механической характеристики механизма надо принять изменение момента сопротивления по следующей зависимости:

, (13)

где — номинальный момент сопротивления механизма, значения, которого приведены в табл. 1:

— начальный момент сопротивления вращающегося механизма (без учета момента трения покоя), который можно принять равным 0,2 ;

— показатель степени для вентилятора ;

— номинальная частота вращения, рабочей машины, при которой момент сопротивления равен номинальному;

—текущая частота вращения машины.

После построения механической характеристики электродвигателя следует также построить механическую характеристику электродвигателя .

 

-9-

 

Построение механической характеристики можно производить по различным формулам. При выполнении лабораторной работы необходимо пользоваться выражением:

, (3)

где S — текущее скольжение, равное отношению:

, (4)

где — синхронная частота вращения;

— частота вращения ротора электродвигателя;

— максимальный вращающий момент электродвигателя (критический).

Максимальный вращающий момент может быть определен по номинальному вращающему моменту номинальной скорости вращения и кратности максимального момента (значения которых приводятся в каталогах) последующему соотношению:

,Н*м, (5)

где — номинальная мощность на валу электродвигателя в ваттах;

— номинальная частота вращения электродвигателя об/мин;

— кратность максимального момента:

 

-10-

 

, (6)

Номинальный вращающий момент электродвигателя может быть определен по формуле

, Н*м, (7)

где —, номинальная частота вращения

, (8)

где — частота питающей сети;

— число пар полюсов.

Критическое скольжение, соответствующее максимальному вращающему моменту электродвигателя, может быть определено по выражению

, (9)

где — номинальное скольжение, соответствующее номинальной частоте вращения электродвигателя.

 

Значения вращающего момента, полученные расчетным путем по уравнению (1) для скольжения больших критического (для S=1;..0,8 и др.), не точны, поэтому при графическом построении, механической, характеристики электродвигателя необходимо внести поправки, считая за истинные данные, приведенные в.; каталогах (табл. 1). Это в первую очередь относится к пусковому моменту.

 

 

-11-

 

При совмещении в одних.координатных осях механической характеристики рабочей машины или механизма с механической. характеристикой электрического двигателя, когда номинальная частота вращения рабочей машины и номинальная частота вращения вала электродвигателя не совпадают, т.е. когда имеет место установка редуктора, моменты сопротивления, механизма, и должны быть приведены к частоте вращения ротора электродвигателя соответственно по соотношениям:

, (10)

и

, (11)

где - передаточное число, равное , (12)

— номинальная частота вращения вала ротора электродвигателя;

— номинальная частота вращения вала рабочей машины:.

— коэффициент полезного, действия передачи.

Следовательно, приведенный момент сопротивления рабочей машины или механизма следует определять по соотношению

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-12-31; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 314 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Ваше время ограничено, не тратьте его, живя чужой жизнью © Стив Джобс
==> читать все изречения...

2308 - | 2267 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.