Содержание расчетно-технической части

1 2 3

2.1 Краткая характеристика оборудования

В данном разделе необходимо произвести расшифровку электрической машины.

Пример:

Расшифровка двигателя:

МТ200М6УЗ

МТ-номер серии

200-высота оси вращения

М-условная длина статора

Климатическое исполнение и категория размещения

Двигатели серий МТ, применяют в электроприводах крановых механизмов и других агрегатов, работа которых характеризуется частыми пусками, торможениями, реверсами, перегрузкам. Двигатели этой серий используют также в электроприводах механизмов, работающих в тяжёлых условиях металлургического производства (повышенная температура внешней среды, запыленность и т.п.).

Краново-металлургические двигатели отличает повышенная перегрузочная способность (М_max/ M_ном), большая кратность пускового момента (М_n/ M_ном), которая в некоторых типоразмерах достигает значения 3,5 пониженный момент инерции ротора, что облегчает им работу в условиях переходных процессов (пуск, торможение, реверс).

Трёхфазные асинхронные крановые электродвигатели серии MT, предназначены для работы в электроприводах металлургических агрегатов и подъемно-транспортных механизмах всех видов и другом оборудовании в металлургической промышленности, в строительстве и других отраслях; для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным (У), тропическим (Т) и умеренно-холодным (УХЛ) климатом в условиях, определяемых категорией размещения 1 и 2 по ГОСТ 15150-69.

2.2 Расчет электродвижущей силы обмоток электрических машин и аппаратов.

В данном разделе необходимо произвести расчет электродвижущей силы обмоток электрических машин и аппаратов.

ЭДС обмотки статора находится по формуле:

Е_1ф = 4,44Фf₁ω₁ К_об1

где f₁ - частота переменного тока;

ω₁ - число последовательно соединенных витков фазы обмотки;

К_{об1 -}обмоточный коэффициент.·

ЭДС обмотки ротора при номинальной частоте вращения находится по формуле:

Е₂_S=4,44Фf₁S_номω₂ К_об2

где S_ном – номинальное скольжение, %

ЭДС обмотки неподвижного ротора находится по формуле:

где Е₂_S- ЭДС обмотки ротора при номинальной частоте вращения.

Частота ЭДС ротора при номинальном скольжении находится по формуле:

f₂₌f₁S_ном

Частота вращения ротора номинальная находится по формуле:

n_ном=n₁(1-S_ном)

где синхронная частота вращения при частоте тока 50Гц

Полюсное деление ,мм, вычисляют по формуле:

где -внутренний диаметр статора, м;

-число полюсов.

Основной магнитный поток , вычисляют по формуле:

Ф=(2/ ) B_б ι₁T,

где – магнитная индукция в воздушном зазоре, Тл;

– длина сердечника статора, мм;

T– постоянная времени.

ЭДС фазной обмотки статора Е₁,B, вычисляют по формуле:

Е₁=4,44 K_об1,

где –частота переменного тока, Гц;

– число последовательно соединенных витков фазы обмотки;

K_об1– обмоточный коэффициент.

ЭДС в обмотке неподвижного ротора E₂,B, вычисляют по формуле:

E₂= 4,44 K_об2,

ЭДС во вращающемся роторе при скольжении 0.84%,вычисляют по формуле:

E₂_s= E₂_s,

E2s =

Частоту тока в неподвижном роторе

, Гц, вычисляют по формуле:

= ,

2.3 Расчет магнитной цепи.

В обозначении типоразмера двигателя цифры, стоящие после обозначения серии МТ, указывают на высоту оси вращения, т.е. h=200мм. Следующая далее цифра указывает на число полюсов, т.е 2р=6; при частоте переменного тока 50 Гц.

Этому числу полюсов соответствует синхронная частота вращения

n₁=1000 об/мин.

Скольжение при номинальной нагрузке определяется номинальной частотой вращения ротора двигателя S_ном,%, вычисляют по формуле:

S_ном= ,

где – частота вращения, об/мин.

Момент на валу двигателя при номинальной частоте вращения 960 об/минM₂,Нм, вычисляют по формуле:

M₂=9,55Р_ном/n_2ном,

где Р_ном – номинальная мощность, Вт.

Начальный пусковой момент M_n, вычисляют по формуле:

M_n= M_ном (

где – пусковой момент .

Максимальный (критический) момент двигателя определяют по его перегрузочной способности M_мах, вычисляют по формуле:

M_мах=

где .

Номинальный ток в фазной обмотке статора ,А, вычисляют по формуле:

где – число фаз;

– напряжение, В;

– КПД;

- номинальный коэффициент мощности,%.

Потребляемая двигателем из сети активная мощность в режиме номинальной нагрузки

, вычисляют по формуле:

Суммарные потери двигателя при номинальной нагрузке Σ , Вт, вычисляют по формуле:

Линейный ток статора при соединении обмоток статора «звездой»

,А, вычисляют по формуле:

При соединении обмоток статора, треугольником

вычисляют по формуле:

2.4 Расчет мощности, потерь и КПД.

(21)

Потребляемую двигателем мощность p_1ном,Вт, вычисляют по формуле:

p_1ном=

где Р_ном – номинальная мощность, Вт;

– КПД.

Потребляемый двигателем ток статора I_1ном, А вычисляют по формуле:

Наибольшее значение КПД, вычисляют по формуле:

n_мах=1,03 ,

Нагрузка двигателя при этом КПД, вычисляют по формуле:

P₂=0,85

Потребляемая мощность n_max, кВт, вычисляют по формуле:

P₁= ,

Суммарные потери при n_max, кВт, вычисляют по формуле:

Постоянные потери двигателя P_пост, вычисляют по формуле:

P_пост= =0,5 ,

Потребляемая мощность в номинальном режиме , вычисляют по формуле:

Суммарные потери в номинальном режиме ΣР_ном,кВт, вычисляют по формуле:

ΣР_ном=

Переменные потери в номинальном режиме,P_пер,Вт,вычисляют по формуле:

P_пер= - P_пост,

Момент в режиме холостого хода,M_o, Hм, вычисляют по формуле:

M_o=9,55 ,

Номинальная частота вращения,n_ном, об/мин, вычисляют по формуле:

n_ном= n₁(1- S_ном),

Полезный момент на валу двигателя при номинальной нагрузке M₂, вычисляют по формуле:

M₂=9,55

Электромагнитный момент при номинальной нагрузке M_ном,Hм, вычисляют по формуле:

M_ном= M₂+ M_o,

Номинальное значение электромагнитной мощности P_эм, вычисляют по формуле:

P_эм=0,105M_номn₁,

Электрические потери в обмотке ротора P_Э2, вычисляют по формуле:

P_Э2= ,

Добавочные потери,P_доб, вычисляют по формуле:

P_доб=0,005P_1ном,

Электрические потери в номинальном режиме P_Э, Вт, вычисляют по формуле:

P_Э= ,

Электрические потери в обмотке статора P_Э, Вт, вычисляют по формуле:

P_Э=

Проверка, вычисляют по формуле:

ΣР_ном= + P_э1+ P_э2+ P_доб,

Мощность, потребляемая двигателем в номинальном режиме P_1ном,кВт, вычисляют по формуле:

P_1ном= ,

Номинальный ток двигателя I_1ном вычисляют по формуле:

I₁_ном= ,

Суммарные потери ΣР_ном, кВт, вычисляют по формуле:

ΣР_ном= ,

Пусковой ток двигателя при прямом включении I_1п, вычисляют по формуле:

I_1п= I_1ном λ_j,

Сопротивление короткого замыкания двигателя Z_к, вычисляют по формуле:

Z_к= ,

Активная составляющая этого сопротивления r_k, вычисляют по формуле:

r_k= Z_кcos_φk,

Электрические потери в обмотках статора и ротора в режиме номинальной нагрузки P_э, вычисляют по формуле:

P_э=3I₁²_номr₂,

Добавочные потери P_доб , вычисляют по формуле:

P_доб=0,005P_1ном,

Переменные потери в режиме номинальной нагрузки P_пер, Вт, вычисляют по формуле:

P_пер=P_э+ P_доб,

2.5 Расчет рабочей характеристики.

Расчёт ведем в относительных единицах М_͓, об/мин, вычисляют по формуле:

М_͓=

Номинальное скольжение S_ном,%, вычисляют по формуле:

S_ном= ,

Критическое скольжение S_кр,%, вычисляют по формуле:

S_кр=S_ном( _м+ ),

где S_ном – номинальное скольжение,%;

Рассчитаем относительные значения момента при скольжениях:

S_ном =0,04;S_кр= S=0,2; S=0,6; S=0,8; S=1

Номинальное значение момента M_ном, вычисляют по формуле:

M_ном=9,55Р_эм/n₁,

Начальный пусковой момент M_n , вычисляют по формуле:

M_n= M_ном ,

Относительное значение пускового момента М_͓п, вычисляют по формуле:

М_͓п=

Максимальное значение момента M_max, вычисляют по формуле:

M_max= M_ном λ_m,

Известно, что величина электромагнитного момента прямо пропорциональна U₂. Поэтому при кратности пускового момента М_n/ M_ном=3 пусковой момент окажется равным номинальному, если напряжение питания уменьшиться до значения, вычисляют по формуле:

U’_1л= U_1л / ,

U’_1л =220/ =127 В

В итоге даже незначительное дальнейшее снижение напряжения приведёт к тому, что при номинальном нагрузочном моменте на вал двигателя пуск не произойдёт.

Что же касается перегрузочной способности двигателя, то учитывая, что λ_m=, она будет утрачена при уменьшении напряжения сети до величины, вычисляют по формуле:

U’_1л=U_1л/