Преобразователи энергии в системах управления технологическим процессом

Задание
Воспользовавшись паспортными данными электрической машины, выполнить следующее.
1. Построить механические и электромеханические характеристики электрической машины по её паспортным данным
=f(M). M=f(S). =f(I)
-- текущее значение угловой частоты вращения ротора,
M -- текущее значение момента двигателя,
S --текущее значение скольжения двигателя,
I -- текущее значение тока двигателя.

2. Определить
Sн – величину номинального скольжения двигателя,
Sк – величину критического скольжения двигателя,
Мн – величину номинального момента двигателя,
Мп – величину пускового момента двигателя,
Мк – величину критического момента двигателя,
Ммин – величину минимального момента двигателя,
IН -- номинальную величину тока двигателя,
IП -- величину пускового тока двигателя,
-- угловую частоту вращения ротора, соответствующую скорости идеального холостого хода двигателя,
-- угловую частоту вращения ротора, соответствующую номинальной скорости двигателя,
– угловую частоту вращения ротора, соответствующую величине критического скольжения двигателя.

3. Определить величину электрических и механических потерь машины при номинальном режиме работы двигателя.

4. Определить параметры схемы замещения:
Z1 , Z21 – полные сопротивления цепей статора и ротора,
R1, R21 – активные сопротивления цепей статора и ротора,
X1 , X21 – реактивные сопротивления цепей статора и ротора,
Z21, R21, X21 – сопротивления ротора приведённые к цепи статора.
При этом следует учесть - в практике считают, что существует примерные равенства
Z1 = Z21 = 0,5Z, R1 = R21 , X1 = X21.

5. Построить механические и электромеханические характеристики электрической машины при снижении напряжения сети на 15% номинального значения.

В настоящее время асинхронные машины используются в основном в режиме двигателя. Машины мощностью больше 0.5 кВт обычно выполняются трёхфазными, а при меньшей мощности – однофазными.
Впервые конструкция трёхфазного асинхронного двигателя была разработана, создана и опробована нашим русским инженером М. О. Доливо-Добровольским в 1889-91 годах. Демонстрация первых двигателей состоялась на Международной электротехнической выставке во Франкфурте на Майне в сентябре 1891 года. На выставке было представлено три трёхфазных двигателя разной мощности. Самый мощный из них имел мощность 1.5кВт и использовался для приведения во вращение генератора постоянного тока. Конструкция асинхронного двигателя оказалась очень удачной и является основным видом конструкции этих двигателей до настоящего времени.
За прошедшие годы асинхронные двигатели нашли очень широкое применение в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Их используют в электроприводе металлорежущих станков, подъёмно-транспортных машин, транспортёров, насосов, вентиляторов. Маломощные двигатели используются в устройствах автоматики.

Воспользовавшись паспортными данными электрической машины, выполнить следующее:

1. Построить механические и электромеханические характеристики электрической машины по её паспортным данным

2. Определить Sн – величину номинального скольжения двигателя, Sк – величину критического скольжения двигателя, Мн – величину номинального момента двигателя, Мп – величину пускового момента двигателя, Мк – величину критического момента двигателя, Ммин – величину минимального момента двигателя, IН -- номинальную величину тока двигателя, IП -- величину пускового тока двигателя, -- угловую частоту вращения ротора, соответствующую скорости идеального холостого хода двигателя, -- угловую частоту вращения ротора, соответствующую номинальной скорости двигателя, – угловую частоту вращения ротора, соответствующую величине критического скольжения двигателя.

3.Определить величину электрических и механических потерь машины при номинальном режиме работы двигателя.

4. Определить параметры


Исходные данные
За базу расчетов принимаем асинхронный двигатель 4А71В4У3.
Асинхронные двигатели - самые распространенные из всех видов электрических машин из-за их простоты, надежности, меньшего по сравнению с другими машинами веса, габаритов, стоимости и других достоинств.
......................................................................................
2 Определим параметры схемы замещения

Рисунок 2.1 Схема замещения асинхронного двигателя.

2.1 Значения параметров схемы замещения в таблице даны в относительных единицах и поэтому должны быть пересчитаны через фазные номинальные величины и тока по формулам:

2.2 Найдем значения фазного напряжения:
2.3 Найдем значения активных и индуктивных сопротивлений обмоток статора и ротора:
2.3.1 Активное сопротивление обмотки статора:
2.3.2 Активное сопротивление обмотки ротора:
2.3.3 Индуктивное сопротивление обмотки статора
2.3.4 Индуктивное сопротивление обмотки ротора