Контрольная работа: Расчеты показателей привода лебедки

3.6 Искусственную механическую характеристику при повышении и понижении на 30% частоты сети. Определить рабочую скорость подъема груза и возможность установившейся работы двигателя;

3.7 Определить скорость опускания груза в режиме сверхсинхронного торможения;

3.8 Рассчитать значения добавочных активных сопротивлений в цепи статора ограничивающий пуск до 2Iн;

3.9 Графическим или графоаналитическим методами рассчитать добавочное сопротивление в цепи ротора двигателя в 3 и более ступени.

Решение:

Паспортные данные:

4А132S6У3

Рн=5,5 кВт SH=4,1% ή=85%

mп=2 n0=1000 об/мин cosφ=0,8

mmin=1,6 Uл=380 Вmmax=2,2 iп=7

3.1 Естественную механическую характеристику по пяти точкам. Определить скорость при подъеме груза:

1 точка - точка синхронной скорости

М=0

 рад/с (1)

где f- частота сети,

р- число пар полюсов.

2 точка – точка номинальной скорости и номинального момента

рад/с (2)

где SH- номинальное скольжение двигателя.

Н.м

3точка – точка критического момента

Значение критического скольжения определяется:

  рад/с (3)

где Sк- номинальное скольжение двигателя.

Н.м

4 точка – точка минимального момента

 рад/с

 Н.м

5 точка – точка пускового момента

ω=0

Н.м

3.2 Естественную электромеханическую характеристику по четырем точкам. Определить величину тока при подъеме груза:

1 точка – точка синхронной скорости

Из выражения (1) известно:

 рад/с

Ток статора, соответствующий w0 (ток намагничивания):

А

2 точка – номинальная

А

Из выражения (2) известно:

 рад/с

3 точка – точка критического скольжения

 А

А

Из выражения (3) известно

 рад/с,

4 точка – пусковая

ω=0

 А

Таблица 1.Полученные результаты

S	0	0,041	0,1	6/7	1
ω, рад/с	157	150,6	141,3	22,4	0
ME, H.м, (3.1)	0	35,8	78,8	57,3	71,6
MИ, H.м, (3.4)	0	17,5	38,6	28,1	35,1
IE, A, (3.2)	5,1	12,3	64,6	-	86,1
IИ, A, (3.4)	3,6	8,6	45,2	-	60,3

По полученным данным строим характеристики (рисунок 6 и рисунок 7).

3.3 Написать уравнение механической характеристики выбранного двигателя (формула Клосса) и построить график этой характеристики:

По формуле Клосса рассчитаем моменты двигателя:

1 точка: при S=0:

2 точка: при S=0,0041:

 H.м,

Таблица 2. Результаты

S	ω, рад/с	Mклосса, H.м
0	157	0
0,041	150,6	56,8
0,1	141,3	78,8
0,857	22,4	19,5
1	0	16,8

По полученным данным строим характеристики (рисунок 6)

3.4 Искусственные механическую и электромеханическую характеристики двигателя при понижении напряжения на 30%. Определить возможность подъема груза, скорость и величину тока

Найдем момент сопротивления и ток при U=0,7UH:

Полученные результаты заносим в таблицу №1. По данным из таблицы №1 строим электромеханические и механические характеристики(рис.6 и 7).

3.5 Полагают, что выбранный двигатель имеет фазный ротор. Построить искусственную механическую (рис. 6) характеристику при введении в цепь ротора добавочного сопротивления в 4 Rрот. Определить скорость подъема.

,

,

Найдем Skи из формулы:

,

Зная критическое скольжение, найдем скорость двигателя:

рад/с.

3.6 Искусственную механическую характеристику при повышении и понижении на 30% частоты сети. Определить рабочую скорость подъема груза и возможность установившейся работы двигателя:

а) Найдем скорость двигателя и момент сопротивления при повышении частоты на 30%:

рад/с,

Зная скорость и скольжение найдем критический момент сопротивления двигателя:

Н.м,

По значению критического момента найдем момент сопротивления двигателя по формуле Клосса:

1 точка: при S=0:

2 точка: при S=0,041:

Н.м,

Таблица 3. Результаты

S	0	0,041	0,1	0,857	1
, рад/с (3.6-а)	204,1	195,8	183,7	29,1	0
, Н.м, (3.6-а)	0	33,6	46,6	11,5	9,9
, рад/с (3.6-б)	109,9	105,4	98,9	15,7	0
, Н.м, (3.6-б)	0	115,9	160,8	39,8	34,3

б) Найдем скорость двигателя и момент сопротивления при понижении частоты на 30%:

рад/с,

Зная скорость и скольжения найдем критический момент сопротивления двигателя:

Н.м,

По значению критического момента найдем момент сопротивления двигателя по формуле Клосса:

1 точка: при S=0:

2 точка: при S=0,041:

Н.м,

Остальные моменты рассчитываются аналогично. Результаты заносим в таблицу 3. По данным из таблицы 3 строим график механической характеристики(рис.8).

3.7 Определить скорость опускания груза в режиме сверх синхронного торможения:

Примем ,

Тогда механическая характеристика в режиме сверх синхронного торможения примет вид(рис.6) .

,

Скорость в режиме сверхсинхронного торможения будет находиться графически. Из задачи 1 берем момент сопротивление при спуске и откладываем его на графике. Из точки пересечения момента и механической характеристики сверх синхронного торможения проводим прямую до оси скоростей и получаем скорость двигателя при спуске.

160рад/с

3.8 Рассчитать значения добавочных активных сопротивлений в цепи статора ограничивающий пуск до 2Iн;

 А,

 А,

 Ом,

 Ом,

Известно, что cosφН=0,80

Для расчета RДОБ и xДОБ надо знать cosφПУСК:

Активное сопротивление рассчитываем по формуле:

Ом,

Индуктивное сопротивление рассчитываем по формуле:

 Ом,

Считаем RДОБ и xДОБ :

 Ом,

Ом.

3.9 Графическим методом рассчитать добавочное сопротивление в цепи ротора двигателя при пуске в 3 и более ступени.

4АК160S6У3

Строим естественную механическую характеристику по 3 точкам.1 точка - точка синхронной скорости

М=0

 рад/с (1)

где f- частота сети,

р- число пар полюсов.

2 точка – точка номинальной скорости и номинального момента

рад/с (2)

где SH- номинальное скольжение двигателя.

Н.м

3точка – точка критического момента

 рад/с (3)

где Sк- номинальное скольжение двигателя.

Н.м

Строим механическую характеристику при номинальном моменте(рис.9):

 Нм

 Нм

Определим масштаб:

,Ом,

Определяем сопротивления по ступеням:

Как проверку определим сопротивление ротора и сравним его с полученным графическим методом:

0,36≈0,4, отсюда следует решение верно.

Список литературы

1.Грачев Г.М. «Электромеханические свойства двигателей» Челябинск,2006

2. «Справочник по электрическим машинам» под ред.Копылова И.П.-Москва,Энергоатомиздат,1988

3.Н.И. Кондратенков, Л.А. Баранов, Л.А. Саплин, В.И. Антони «Электропривод и электрооборудование в сельском хозяйстве» Челябинск,2003

4. Г.М. Грачев, А.С. Знаев, В.И. Антони «Методические указания к контрольным заданиям по основам электропривода»-Челябинск,1993

5. А.Г. Возмилов, М.Я. Ермолин, И.М. Кирпичникова, В.Н. Сажин «Электрооборудование и средства автоматизации в агропромышленном комплексе»-Челябинск,2008

6.Кондратенков Н.И., Грачев Г.М., Антони В.И. «Электропривод в сельском хозяйстве». Челябинск,20002.