Построение механической характеристики АД

Зависимость вращающего момента на валу двигателя М от скольжения S называется механической характеристикой.

Для построения механической характеристики АД необходимо учесть значения частоты вращения ротора

, (2.41)

где – частота вращения магнитного поля, мин^-1;

– скольжение заданных значений.

.

Остальные значения рассчитываются аналогично, расчеты сводятся в таблицу 2.10.

Следует отметить, что диапазон (0 ¸ Sкp) соответствует рабочем участку механической характеристики. На этом участке увеличение нагрузки на валу приводит к снижению числа оборотов и, следовательно, к увеличению вращающего момента, т.е. равновесие тормозного и вращающего моментов восстанавливается. На рабочем участке возможна устойчивая работа двигателя и здесь же выбирается точка номинального момента, т.е. такого вращающего момента, который двигатель способен развивать длительное время, не перегреваясь.

Диапазон (Sкр ¸ 1) соответствует неустойчивому участку работы АД. В этом случае при увеличении нагрузки вращающий момент уменьшается, что приводит к «опрокидыванию» двигателя.

Построение механической характеристики при номинальном режиме работы трехфазного АД производится по рассчитанным значениям пункта 7 (табл. 2.10).

Механическая характеристика АД при падении напряжения на 10% производится по формулам, приведенным в пункте 5 для заданных значений скольжений.

Расчеты представлены в таблице 2.10.

Таблица 2.10 - Величины для построения механических характеристик

S		0,04	0,1	0,166	0,2	0,4	0,6	0,8
n, мин-1
M, Н·м		13,26	25,77	29,17	28,69	20,69	15,03	11,64	9,45
, Н·м		10,74	20,87	23,63	23,24	16,76	12,17	9,43	7,65

По значениям таблицы 2.10 строятся механические характеристики АД, которые представлены на рисунке 2.1.

Варианты для задачи 2

Для вариантов заданий необходимо выполнить следующее расчеты:

1. Для Вашего варианта выбрать механизм соответствующий заданию.

2. Рассчитать мощность приводного электропривода.

3. Выбрать марку АД с короткозамкнутым ротором по справочным материалам.

4. Выполнить расчет электропривода выбранного АД.

5. Рассчитать и построить механические характеристики двигателя по формуле Клосса и при сниженном напряжении на 10 % на общей координатной сетке.

Исходные данные приведены в таблице 2.11.

Таблица 2.11 - Исходные данные к задаче 2

Электропривод гравитационного бетоносмесителя
№ варианта	Vз	ρ	Кв	Rδ	r	ω	μ	β	η
			0,66	1,06∙R	0,15∙R	0,283	0,0009		0,75
			0,67	1,07∙R	0,16∙R	0,283	0,001		0,77
			0,68	1,08∙R	0,17∙R	0,283	0,0008		0,78
			0,69	1,09∙R	0,18∙R	0,283	0,0009		0,8
			0,7	1,1∙R	0,19∙R	0,283	0,001		0,82
			0,69	1,05∙R	0,2∙R	0,283	0,001		0,83
			0,7	1,08∙R	0,2∙R	0,283	0,0008		0,84
			0,68	1,05∙R	0,18∙R	0,283	0,0009		0,85
			0,65	1,07∙R	0,19∙R	0,283	0,001		0,87
			0,7	1,09∙R	0,16∙R	0,283	0,0009		0,81

Продолжение таблицы 2.11
Электропривод циклических бетоносмесителей принудительного действия
№ вари-анта	h1	h2	ω	η	r1н	r1в	r2н	r2в	r3н	r3в	r4н	r4в	r5н	r5в	r6н	r6в	r7н	r7в	к
	0,06	0,1	3,35	0,61	0,7	0,5	0,6	0,4	0,8	0,9	0,3	0,2	0,8	0,53	0,6	0,5	0,4	0,3
	0,08	0,15	3,35	0,66	0,7	0,61	0,4	0,44	0,8	0,82	0,2	0,25	0,7	0,5	0,6	0,5	0,5	0,3
	0,07	0,2	3,35	0,7	0,83	0,61	0,55	0,44	0,9	0,82	0,32	0,25	0,785	0,5	0,7	0,5	0,45	0,3
	0,068	0,19	3,35	0,67	0,84	0,53	0,6	0,48		0,85	0,45	0,2	0,74	0,52	0,65	0,52	0,45	0,33
	0,08	0,2	3,35	0,7	0,83	0,61	0,6	0,44	0,9	0,82	0,32	0,25	0,785	0,5	0,7	0,5	0,45	0,3
	0,068	0,12	3,35	0,6	0,78	0,5	0,55	0,55	0,8	0,9	0,3	0,2	0,8	0,53	0,6	0,5	0,4	0,5
	0,055	0,11	3,35	0,66	0,68	0,58	0,3	0,34	0,79	0,81	0,2	0,22	0,6	0,53	0,64	0,55	0,6	0,25
	0,08	0,3	3,35	0,77	0,3	0,5	0,57	0,3		0,82	0,4	0,2	0,7	0,53	0,65	0,5	0,45	0,3
	0,09	0,4	3,35	0,66	0,8	0,4	0,5	0,4	1,1	0,8	0,32	0,25	0,785	0,5	0,75	0,5	0,6	0,2
	0,06	0,4	3,35	0,69	0,77	0,53	0,6	0,3	1,2	0,9	0,32	0,25	0,68	0,6	0,63	0,4	0,6	0,5

Продолжение таблицы 2.11
Башенные краны стройплощадок
№ варианта	Gн	ν	η	H	G0	t0	к	D	α
	3,5	0,6	0,86		0,3			0,51	0,5
	8,6	0,65	0,85		0,28			0,53	0,5
		0,58	0,9		0,25			0,52	0,5
		0,75	0,92		0,35			0,55	0,5
	5,5	0,8	0,78		0,18			0,54	0,5
		0,75	0,81		0,2			0,56	0,5
	6,5	0,8	0,9		0,21			0,4	0,5
		0,9	0,92		0,22			0,48	0,5
		0,67	0,9		0,25			0,45	0,5
		0,7	0,92		0,25			0,44	0,5

Продолжение таблицы 2.11
Насосные установки
№ варианта	Н	Q	l	d	R	ηн	ηп	а	Кк	Кв	Кз	nв	nз	nк
		0,04				0,8	0,92	0,00074	0,155	0,49	0,063
		0,013				0,75	0,95	0,00092	0,155	0,49	0,063
		0,018				0,76	0,93	0,00074	0,155	0,49	0,063
		0,05				0,77	0,87	0,00092	0,155	0,49	0,063
		0,06				0,78	0,89	0,00074	0,155	0,49	0,063
		0,01				0,81	0,88	0,00092	0,155	0,49	0,063
		0,009				0,82	0,91	0,00074	0,155	0,49	0,063
		0,0088				0,8	0,93	0,00092	0,155	0,49	0,063
		0,0091				0,75	0,95	0,00074	0,155	0,49	0,063
		0,023				0,77	0,87	0,00092	0,155	0,49	0,063

Продолжение таблицы 2.11
Вентиляторы
№ варианта	Q	Pν	ηв	ηп	ω
			0,65	0,9
			0,67	0,92
			0,61	0,93
			0,63	0,95
			0,64	0,96
			0,6	0,9
			0,6	0,98
			0,7	0,9
			0,65	0,95
			0,6	0,97

Продолжение таблицы 2.11
Пилорама
№ варианта	d	z	r	s	Δ	дерево	n	η
						ель		0,75
				2,5		береза		0,78
						дуб		0,82
						сосна		0,8
						ель		0,75
				2,5		береза		0,78
						дуб		0,82
						сосна		0,8
				2,5		ель		0,75
				2,5		береза		0,78

Тестовое задание № 2

Тема: Асинхронный электродвигатель

1. Какое магнитное поле возникает при питании переменным током однофазной обмотки?

а) вращающееся;

б) пульсирующее;

в) магнитное поле не возникает.

2. На какую мощность должен быть рассчитан генератор, питающий асинхронный двигатель, который развивает на валу механическую мощность 5кВт при соs φ = 0,5?

а) 5 кВ·А;

б) 10 кВ·А;

в) 25 кВ·А.

3. Для асинхронного двигателя найти момент на валу двигателя, если Р₂ = 3 кВт и n = 2940 об/мин.

а) 0,995 Н·м;

б) 9750 Н·м;

в) 9,75 Н·м.

4. Для создания вращения магнитного поля статора АД необходимы следующие условия:…

а) наличие одной обмотки и включение ее в сеть однофазного переменного тока;

б) включение статора в сеть трехфазного тока, ротора – в цепь постоянного тока;

в) пространственный сдвиг обмоток и фазовый сдвиг токов в них;

г) пространственный сдвиг обмоток и включение их в цепь постоянного тока.

5. Какая из характеристик изображена на рисунке?

а) механическая характеристика;

б) рабочая характеристика;

в) динамическая характеристика;

г) регулировочная характеристика.

6. Ваттметр, подключенный к зажимам питания асинхронного двигателя, показывает: при номинальной нагрузке 1 кВт, при холостом ходе 50 Вт, при коротком замыкании 50 Вт. Определить КПД двигателя.

а) для решения недостаточно данных;

б) 90 %; в) 95%.

7. Какая из точек данной характеристики изображенной на рисунке является точкой пуска?

а) точка 1;

б) точка 2

в) точка 3;

г) точка 4.

8. На какую мощность должен быть рассчитан генератор, питающий асинхронный двигатель, который развивает на валу механическую мощность 15 кВт при соs φ = 0,7?

а) 15 кВ·А; б) 46,6 В·А; в) 22 кВ·А.

9. Какова формула для определения скольжения для асинхронных машин

а) ; б)

в) ; г)

10.От какой величины не зависит коэффициент мощности при режиме холостого хода cosφ₀ (на холостом ходу)?

а) от тока; б) номинальной мощности;

в) конструктивного исполнения машины;

г) регулировочного сопротивления.

ЗАДАЧА 3. Расчет электроснабжения строительной площадки

Данная задача должна иметь следующие расчеты:

3.1. Выбор комплектной трансформаторной подстанции (КТП).

3.2. Выбор комплектного оборудования.

3.3. Выбор проводов и кабелей.

Исходными данными являются:

1) схема подключения технологического оборудования, пример которой приведен на рисунке 3.1.;

2) задание на электроснабжение строительной площадки;

3) номинальные мощности электроприемников (принимаются по таблицам приложения в зависимости от варианта задания).

При выполнении задачи для получения навыка выбора различной защитной аппаратуры один из силовых распределительных шкафов следует принять с автоматическими выключателями, а другой - с предохранителями.

Электроприемники (ЭП) строительной площадки относятся к третьей категории по надежности электроснабжения, что обуславливает достаточность применения комплектной трансформаторной подстанции (КТП), имеющей в своем составе один трансформатор.

Длину линии от КТП до силового распределительного шкафа принять равной 90 м.