Расчет электрических потерь при пуске двигателя

Электрические потери при пуске асинхронных двигателей состоят из потерь в роторной цепи, определяемых запасом кинетической энергии, которую приобретает привод к концу пуска, и потерь в статорной цепи, зависящих от соотношения активных сопротивлений статорной и роторной цепей.

Незначительными постоянными потерями в процессе пуска и влиянием намагничивающего тока можно пренебречь.

При данных допущениях полные потери определяются по выражению:

 

                                                      (1.27)

 

из которого

                                              (1.28)

 

где ω ₀ – синхронная угловая частота вращения, рад/с;

s _нач, s _кон – начальное и конечное скольжение на каждой конкретной пусковой характеристике соответственно;

R ₁ – активное сопротивление цепи статора, Ом;

J – момент инерции двигателя и рабочей машины, приведенный к валу двигателя, кг∙м²;

  – приведенные сопротивления, Ом.

В нашем случае при пуске в две ступени, включая разгон на естественной характеристике, потери при работе на первой реостатной характеристике определяются по формуле:

 

                                                   (1.29)

 

на второй реостатной характеристике –

 

                                                   (1.30)

 

на естественной характеристике –

 

                                                                   (1.31)

 

где s _п1, s _п2 – скольжение переключения.

Поскольку сопротивление в цепи статора R ₁ неизвестно, можно в первом приближении принять , тогда формула (1.31) принимает вид:

 

                                                        (1.32)

 

Полные потери при реостатном пуске

 

А _п.р = А _п1 + А _п2 + А _п3.                                        (1.33)

 

 

В случае прямого пуска, приняв s _нач = 1; s _кон = 0 и R _доб = 0, по выражению (1.27) можно вычислить потери:

 

                                                  (1.34)

 

Очевидно, что при прямом и реостатном пуске потери в роторной цепи, как это следует из их определения, остаются одинаковыми. Потери в статорной цепи при реостатном пуске значительно снижаются за счет уменьшения пускового тока. Таким образом, электрические потери при реостатном пуске оказываются меньше. Затраты на оборудование и его обслуживание достаточно быстро окупаются за счет снижения эксплуатационных расходов.

 

2. ПРИМЕР  ВЫПОЛНЕНИЯ  ЗАДАНИЯ

 2.1. Параметры задания

Заданный  график   нагрузки  приведен   на рис. 1.1, из которого следует:

мощности на ступенях нагрузки, кВт,

 

Р ₁ = 90;   Р ₂ = 60; Р ₃ = 120;  Р ₄ = 70;

 

длительность каждой ступени нагрузки, мин,

 

t ₁ = 20;   t ₂ = 25;  t ₃ = 15;  t ₄ = 10;  t ₅ = 10;

 

синхронная частота вращения АД – 500 об/мин. Требуемое снижение частоты вращения на реостатной характеристике ∆ n = 5,6 %.

 

 

 2.2. Расчет эквивалентной мощности и выбор АД

Эквивалентная мощность по формуле (1.1), кВт,

 

 

По каталогу выбираем двигатель 4АНК35512УЗ, имеющий следующие параметры:

– номинальная мощность	Р н = 90 кВт;
– номинальное скольжение	s н = 4 %;
– КПД в номинальном режиме	η н = 89,5 %;
– кратность максимального момента	K м = 2,7;
– напряжение ротора	U р = 260 В;
– ток ротора	I р = 220 А;
– постоянная времени нагрева	T н = 43 мин;
– суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя,	Jq = 11 кг·м2·10-2.

 

Характеристика двигателя 4АНК35512УЗ: двигатель серии 4А с фазным ротором; исполнение по способу защиты – IP23; станины и щиты – чугунные; высота оси вращения – 355 мм; число полюсов – 12; климатическое исполнение – УЗ.