Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Декабря 2011 в 23:12, курсовая работа
Для построения рабочих характеристик АД воспользуемся упрощённой КД, полученной в п. 5. Рабочие характеристики, представляющие собой зависимости тока статора I_1, электромагнитного момента M, потребляемой мощности P_1, КПД η, коэффициента мощности cos〖φ_1 〗, частоты вращения n_2, скольжения s от полезной мощности P_2, строим в соответствии с теоретическим материалом, изложенным в § 130 [1]. При определении этих зависимостей измеряем P_2 в диапазоне от холостого хода до максимальной полезной мощности P_2max. Величину P_2max находим проведением перпендикуляра из центра окружности к линии полезной мощности, проходящей через точки окружности, соответствующие s=0 и s=1. Значение всех параметров АД для заданных значений полезной мощности, найденных с помощью КД, записываются в таблицу № 1.
1. Исходные данные 3
2. Расчёт основных параметров обмотки АД 4
3. Расчёт основных параметров АД 8
4. Расчёт параметров упрощённой Г-образной схемы замещения АД 9
5. Расчёт и построение упрощённой круговой диаграммы 11
6. Построение рабочих характеристик 12
7. Расчёт и построение зависимости момента АД от скольжения 16
8. Расчёт механических характеристик АД при неноминальных параметрах электрической сети 20
9. Список использованной литературы 23
Предварительно
находим вектор тока идеального холостого
хода:
Если
вектор фазного напряжения направить на комплексной
плоскости по оси вещественных чисел,
то вектор может
быть найден в виде:
Вектор определяется
через сопротивление Г-образной схемы
замещения, где:
Тогда
После
определения вектора можно найти:
В нашем случае
Тогда
активное и реактивное сопротивление
контура намагничивания определяем
по формулам:
5. Расчёт и построение упрощённой круговой диаграммы.
Определяем
диаметр окружности:
Построение КД начинаем с изображения векторов и , а также диаметра окружности. Если комплексное число в соответствии с принятыми допущениями считать вещественным числом, то диаметр окружности будет перпендикулярен вектору .
После построения окружности откладываем отрезки, равные длинам векторов и и выполняем проверку на схождение их концов в одной точке КД.
После
этого на КД отмечаем точку ,
соответствующую
и
точку , соответствующую
Для построения рабочих характеристик АД воспользуемся упрощённой КД, полученной в п. 5. Рабочие характеристики, представляющие собой зависимости тока статора , электромагнитного момента , потребляемой мощности , КПД , коэффициента мощности , частоты вращения , скольжения от полезной мощности , строим в соответствии с теоретическим материалом, изложенным в § 130 [1]. При определении этих зависимостей измеряем в диапазоне от холостого хода до максимальной полезной мощности . Величину находим проведением перпендикуляра из центра окружности к линии полезной мощности, проходящей через точки окружности, соответствующие и . Значение всех параметров АД для заданных значений полезной мощности, найденных с помощью КД, записываются в таблицу № 1.
По
данным таблицы все рабочие
При построении рабочих характеристик и проверке правильности построения КД выбираем следующую последовательность действий:
1. Фазный ток статора и потребляемая мощность .
Для начала находим ток :
Затем
находим :
где — масштаб мощности.
2.
Полезная мощность :
Максимальная
полезная мощность:
3. Электромагнитный момент :
где — масштаб электромагнитного момента.
4.
Коэффициент полезного действия
5.
Коэффициент
мощности :
6.
Скольжение :
При пуске АД:
7. Частота вращения ротора .
Определяется
через скольжение по формуле:
Таблица № 1.
P2, кВт | I1, A | M, Н·м | P1, кВт | η | cosφ | n2, об/мин | s |
0 | 18,62 | 0 | 3,4452 | 0 | 0,185 | 1500 | 0 |
31,792 | 62,69 | 214,33 | 37,561 | 0,8464 | 0,9078 | 1469 | 0,021 |
46,022 | 86,09 | 302,15 | 51,83 | 0,8879 | 0,9122 | 1454 | 0,031 |
57,05 | 108,08 | 378,34 | 64,39 | 0,886 | 0,9027 | 1439 | 0,040 |
66,508 | 129,43 | 445,7 | 75,682 | 0,8788 | 0,886 | 1424 | 0,050 |
75,511 | 153,65 | 512,82 | 87,199 | 0,866 | 0,8599 | 1406 | 0,063 |
82,467 | 178,35 | 568,93 | 97,172 | 0,8487 | 0,8255 | 1384 | 0,078 |
86,658 | 202,54 | 609 | 104,78 | 0,827 | 0,7838 | 1358 | 0,094 |
87,773 | 221,78 | 628,03 | 108,94 | 0,8057 | 0,7443 | 1334 | 0,111 |
Таблица № 2.
P2, кВт | I1, A | M, Н·м | P1, кВт | η | cosφ | n2, об/мин | s |
0 | 0,172 | 0,000 | 0,054 | 0 | 0,205 | 1,042 | 0 |
0,557 | 0,580 | 0,567 | 0,583 | 0,955 | 1,006 | 1,021 | 0,525 |
0,807 | 0,797 | 0,799 | 0,805 | 1,002 | 1,011 | 1,010 | 0,775 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1,166 | 1,198 | 1,178 | 1,175 | 0,992 | 0,981 | 0,990 | 1,250 |
1,324 | 1,422 | 1,355 | 1,354 | 0,977 | 0,953 | 0,977 | 1,575 |
1,446 | 1,650 | 1,504 | 1,509 | 0,958 | 0,914 | 0,962 | 1,950 |
1,519 | 1,874 | 1,610 | 1,627 | 0,933 | 0,868 | 0,944 | 2,350 |
1,539 | 2,052 | 1,660 | 1,692 | 0,909 | 0,825 | 0,927 | 2,775 |
Расчёт
и построение зависимостей (рис. 4) выполняется
в относительных единицах в нижеприведённом
порядке.
7.1.
Построение кривой , проходящей через точку
с координатами ,
выполняем по упрощённой
формуле Клосса:
Для
этого подставим в упрощённую
формулу Клосса, приведённую в §
126 [1], значения и ,
в результате
чего после преобразований получаем уравнение:
Решая это уравнение, получим 2 корня; выберем наибольшее значение корня .
Так
как
то из упрощённой
формулы Клосса получаем:
Подставляя
в это выражение разные значения , получим величины
и запишем их в таблицу №
3.
Таблица № 3.
s | 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 1 | sн = 0,03 | sкр = 0,12 |
M* | 2,164 | 1,517 | 0,998 | 0,733 | 0,521 | 1,035 | 2,200 |
По табличным данным, а также с учётом того, что момент имеет место при , строим зависимость .
Полученная
кривая показывает, в частности, что
расчётное значение пускового момента
существенно отличается от величины, приведённой
в справочнике.
7.2. Построение кривой по полной формуле Клосса.
С
этой целью из формулы 25-23 [2] получим
выражение:
где
a — безразмерная величина, которая
определяется по формуле 25-24 [2]. С учётом,
что , получаем:
После
соответствующих алгебраических преобразований
получаем квадратное уравнение:
В
результате решения уравнения находим
уточнённое значение .
Далее, вернувшись к
полной формуле Клосса
в виде зависимости
и подставляя разные значения , заполним таблицу № 4. С учётом равенства при новом значении построим уточнённую зависимость на том же графике, что и построенная по упрощённой формуле Клосса.
Таблица № 4.
s | 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 1 | sн =0,03 | sкр =0,13 |
M* | 2,166 | 1,600 | 1,156 | 0,930 | 0,749 | 1,046 | 2,194 |
7.3. Построение кривой через точку, соответствующую пусковому моменту, взятому из исходных паспортных данных.
При
пуске
После подстановки этих
значений в упрощённую
формулу Клосса получается:
откуда то есть:
В этом случае надо взять меньший из корней, так как точка лежит на неустойчивой части характеристики. Выбираем .
Далее, подставляя разные значения и занося их в таблицу № 5, рассчитаем и построим кривую на том же графике, что и в п. 7.2 и 7.1. Построенная кривая также даёт большую погрешность, но уже в области нормальных режимов работы (при расчётное значение момента значительно меньше номинального значения).