Файл: 1. Технические данные рабочей машины и электродвигателя.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.03.2024
Просмотров: 23
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Содержание
Введение
1. Технические данные рабочей машины и электродвигателя
2. Рассчитать и построить механическую характеристику электродвигателя по пяти точкам
3. Расчет механической характеристики по формуле Клосса
4. Расчет электромеханической характеристики
5. Расчет механической характеристики при понижении напряжения на 25%
6. Расчет механической характеристики рабочей машины
7. Построение пусковой нагрузочной диаграммы. Нагрузочная диаграмма
8. Расчет потерь энергии при пуске и реверсе электродвигателя
Заключение
Литература
Введение
Преобладающее количество рабочих машин, применяемых в народном хозяйстве, имеют электрический привод различного типа, конструкции и режима работы с простейшими и полностью автоматизированными схемами управления. Электропривод является основным потребителем электрической энергии, поэтому от правильности его выбора зависят экономичность и надежность работы производственных машины.
Основной задачей данной контрольной работы является закрепление знаний по теоретической части курса «Электропривод», а также освоение методов расчёта электроприводов различных производственных машин и установок.
Основная цель контрольной работы – научиться практическому применению знаний при проектировании и расчёте автоматизированного электропривода.
При выполнении контрольной работы учащемуся необходимо по техническим данным рабочей машины и электродвигателя построить пусковую нагрузочную диаграмму электропривода и определить время разгона электродвигателя.
1. Технические данные рабочей машины и электродвигателя
Таблица №1 – Технические данные рабочей машины
| nрм.н | Mрм.о | Mрм.н | G∙D2рм | x | ηпер |
| об/мин | Н∙м | Н∙м | кг∙м2 | - | - |
| 320 | 16 | 150 | 5 | 1 | 0,8 |
Таблица № 2 – Технические данные электродвигателя
| Тип двигателя | Мощность, кВт | Частота вращения, об/мин | КПД | cos φ | iП | mП | mМ | mК | tПО, с | Момент инерции ротора, кгм2 |
| 4А180М4УЗ | 30 | 1472 | 0,91 | 0,89 | 6,5 | 1,4 | 1,0 | 2,3 | 0,15 | 0,23 |
2
2. Рассчитать и построить механическую характеристику электродвигателя по пяти точкам
Каждая точка механической характеристики имеет две координаты: угловая скорость ω и момент, развиваемый электродвигателем, М.
Точка 1: координаты - ωо, М0=0.
, (1)где ωо – угловая синхронная скорость, рад/с;
n0 – синхронная скорость, об/мин (таблица №2).
ωо=3,14 *1500/30=157 рад/с.
Точка 2: координаты – ωН, МН.
, (2)
, (3)где ωН – угловая номинальная скорость, рад/с;
SН = (n0 – n)/n0 – номинальное скольжение;
SН = (n0 – n)/n0=(1500-1472)/1500=0,021.
МН – номинальный момент, Н∙м;
РН =18.5 кВт – номинальная мощность двигателя, Вт (таблица №2).
=157 *(1-0,021)=153,703 рад/с. =18500/153,703=120,3Н∙м.Точка 3: координаты – ωК, МК.
, (4)
, (5)где ωК – угловая скорость, соответствующая критическому моменту, рад/с;
SК – критическое скольжение, определяемое по формулам:
для электродвигателей мощностью до 20 кВт;
=0,021*[2.2+√(2.22+2*0.021(2.2-1))-1]/(1-2*0.021(2.2-1))=0.08.МК – критический момент, Н∙м;
mК – кратность критического момента (таблица №2).
=2,2*60,15=132,33 Н∙м. =153,7*(1-0,08)=289,03 рад/с.Точка 4: координаты – ωМ, ММ.
, (6)
, (7)где ωМ - угловая скорость, соответствующая минимальному моменту, рад/с;
SМ – минимальное скольжение, SМ =0,85…0,87=0,86;
ММ – минимальный момент, Н∙м;
mМ – кратность минимального момента (таблица №2).
=1*60,15=60,15 Н∙м. =153,7*(1-0,86)=43,98 рад/с.Точка 5: координаты – ωП=0, МП.
, (8)где МП – пусковой момент, Н∙м;
mП – кратность пускового момента (таблица №2).
=1,4*60,15=84,21 Н∙м.Результаты расчета точек сводим в таблицу №3.
3. Расчет механической характеристики по формуле Клосса
Формула Клосса имеет следующий вид:
, (9)Принимаем ε = Sк=0,08.
Задаемся Si: 0, SН, 0,8SК, SК, 1,2SК, 0,6, 0,7, SМ, 1.
Значения критического скольжения S
К и момента МК принимаем из предыдущих расчётов механической характеристики.
Подставляем в формулу (9) значения Siиз вышеприведённого ряда значений, рассчитываем значения моментов Мiи сводим результаты в таблицу №3.
=2*132,33*(1+0,08)/(Si/Sk+Sk/Si+2*0.08)=285.83/(Si/Sk+Sk/Si+0.16).Si=0, Mi=285.83/(0/0.08+0.08/0+0.16)≈0 Н∙м.
Si=SH=0.021, Mi=285.83/(0.021/0.08+0.08/0.021+0.16)=67.54 Н∙м.
Si=0.8SK=0.064, Mi=285.83/(0.064/0.08+0.08/0.064+0.16)=129.33 Н∙м.
Si=SK=0.08, Mi=285.83/(0.08/0.08+0.08/0.08+0.16)=132.33 Н∙м.
Si=1.2SK=0.096, Mi=285.83/(0.096/0.08+0.08/0.096+0.16)=130.32 Н∙м.
Si=0.6, Mi=285.83/(0.6/0.08+0.08/0.6+0.16)=36.68 Н∙м.
Si=0.7, Mi=285.83/(0.7/0.08+0.08/0.7+0.16)=31.67 Н∙м.
Si=SM=0.86, Mi=285.83/(0.86/0.08+0.08/0.86+0.16)=25.98 Н∙м.
Si=1, Mi=285.83/(1/0.08+0.08/1+0.16)= 22.44 Н∙м.
4. Расчет электромеханической характеристики
Точка 1: имеет координаты – ω0, I0.
, (10)
, (11)
=0,39.(12)где Iо – ток на холостом ходу, А;
IН – номинальный ток, А;
UН = 380 – номинальное напряжение, В;
ηН=0,88 – КПД при номинальной скорости (таблица №2);
cosφН =0,92 –коэффициент мощности при номинальной скорости (таблица №2).
Значение скоростей ω0, ωН, ωК берём из предыдущих расчётов механической характеристики электродвигателя по пяти точкам.
=18500/(√3*380*0,88*0,88)=34,72 А. =34,72*(0,39-0,88/(2*2,2))=6,28 А.Точка 2: имеет координаты – ωН, IН (формула 11).
Точка 3: имеет координаты – ωК, IК.
=0,75*IП ,(13)
, (14)
где IП – пусковой ток, А;
IК –ток при критическом моменте, А;
iП =7 – кратность пускового тока (таблица №2).
= 7*34,72=243,04 А.
=0,75*243,04=182,28 А.Точка 4: имеет координаты – ωП=0, IП (формула 14).
Данные расчетов сводим в таблицу №3.
5. Расчет механической характеристики при понижении напряжения на 25%
Как известно, снижение напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя приводит к снижению момента на валу. Данная зависимость отображается с помощью нижеприведённой формулы
=Мj *0,56 , (15)где ΔU = 25 – падение напряжения на зажимах электродвигателя, %;
Мj – момент двигателя при номинальном напряжении, Н∙м;
Значения данного момента берутся из расчётов механической характеристики асинхронного двигателя и принимаются равными М0, МН, МК, ММ и МП.
Мu – момент двигателя при пониженном на ΔU напряжении, Н∙м.
Мj =М0 =0, Мu=0 Н∙м.
Мj = МН=60,15, Мu=60,15*0,56=33,68 Н∙м.
Мj МК =132,33, Мu=132,33*0,56=74,1 Н∙м.
Мj ММ=60,15, Мu=33,68 Н∙м.
Мj МП =84,21, Мu=84,21*0,56=47,16 Н∙м.
Расчеты точек сводим в таблицу №3.
6. Расчет механической характеристики рабочей машины
Момент сопротивления рабочей машины, приводим к валу электродвигателя:
, (16)
= 307,56/25,34=12,14 , (17)
= (3,14*242)/30=25,34 рад/с, (18)где ωрм.н – угловая номинальная скорость вала рабочей машины, рад/с;
nрм.н – номинальная скорость вала рабочей машины, об/мин (таблица №1).
Мрм.н=150 - момент сопротивления рабочей машины при номинальной частоте вращения