Расчет и построение механической характеристики при неноминальных параметрах питающей сети.

 

В соответствии с требованиями Регистра допускается кратковременное снижение напряжения судовой сети на 10% и частоты на 5% от номинального значения, что возможно при набросах нагрузки на судовую электростанцию.

В связи с этим представляет интерес расчет и анализ механических характеристик ω=f (М) асинхронного двигателя отдельно при напряжении U = 0,9· U_н и частоте f = 0,95 · f_н, а затем при одновременном уменьшении напряжения и частоты до U = 0,9· U_н и f = 0,95 · f_н.

3.3.1. Напряжение питающей сети снизилось на 10%.

При снижении напряжения питающей сети увеличивается скольжение, частота вращения падает и пропорционально квадрату напряжения уменьшается перегрузочная способность двигателя М_тах. Кроме того, уменьшается результирующий магнитный поток Ф_т. С увеличением скольжения увеличивается частота ротора s ₂ и ток ротора I ₂. В соответствии с этим при больших нагрузках на валу электрические потери активной мощности возрастают, а КПД и cosφ двигателя уменьшаются.

Механическую характеристику рекомендуется рассчитать, пользуясь упрощенной формулой Клосса.

 

.

 

Значения критического момента при отклонении напряжения определяется по формуле:

 

.

 

Рассчитайте механическую характеристику асинхронного двигателя для скольжений: s = 0; s _н; 0,1; s_max; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0.

Данные расчета сведите в таблицу 3.3

 

Таблица 3.3 – Данные механической характеристики при пониженном напряжении

s		sн	0,1	smах	0,4	0,6	0,8
М(U), Нм		Мн		Мmах				МП
ω(U), рад/с	ω1	ωн		ωmах

 

По данным таблицы 3.3 постройте в масштабе механическую характеристику.

 

 

3.3.2. Циклическая частота питающей сети снизилось на 5%.

При снижении циклической частоты питающей сети уменьшится частота вращения магнитного поля и ротора двигателя. При уменьшении частоты питающей сети магнитный поток Ф_т и намагничивающий ток I ₀ увеличатся, что приведет к снижению cosφ двигателя.

Механическую характеристику рекомендуется рассчитать, пользуясь упрощенной формулой Клосса.

 

 

Значения критического момента и критического скольжения при отклонении циклической частоты определяются по формулам:

 

.

 

.

 

При этом следует иметь в виду, что индуктивное сопротивление зависит от частоты питающей сети f₁,

 

;

 

.

 

Рассчитайте механическую характеристику асинхронного двигателя для скольжений: s = 0; s _Н; 0,1; s_max; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0.

Данные расчета сведите в таблицу 3.4

 

Таблица 3.4 – Данные механической характеристики при изменении циклической частоты

s		sн	0,1	smах	0,4	0,6	0,8
М(f), Нм		Мн		Мmах				МП
ω(f), рад/с	ω1	ωн		ωmах

 

По данным таблицы 3.4 постройте в масштабе механическую характеристику.

 

 

3.3.3. Напряжение питающей сети снизилось на 10% и циклическая частота на 5 %.

Рассчитайте механическую характеристику двигателя по методике п. 3.3.1 и 3.3.2 Результаты расчета сведите в таблицу 3.5.

 

Таблица 3.5 – Данные механической характеристики при изменении напряжения и циклической частоты

s		sн	0,1	smах	0,4	0,6	0,8
М(Uf), Нм		Мн		Мmах				МП
ω (Uf), рад/с	ω1	ωн		ωmах

 

По данным таблицы 3.5 постройте в масштабе механическую характеристику.

 

По результатам проведенных аналитических исследований сделать вывод, для этого провести сравнительный анализ механических характеристик при номинальных параметрах питающей сети и при их отклонении.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

ОСНОВНАЯ

1 Брускин Д. Э. Электрические машины: В 2-х ч. Ч. 1./ Д.Э. Брускин, А.Е. Захарович, В.С. Хвостов – М.: Высш. шк., 1987. – 319 с.

2. Вольдек А. И. Электрические машины./А.И. Вольдек. – Л.: Энергия, 1978. – 832 с.

3. Копылов И. П. Электрические машины: Учебник для вузов./ И.П. Копылов – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 360 с.: ил.

4. Мезин Е.К. Судовые электрические машины. Учебник для вузов./ Е.К. Мезин. - Ленинград: Судостроение, 1985. –443 с.

5. Читечян В.И. Электрические машины: Сб. задач./ В.И. Читечян. – М.: Высш. шк., 1988. - 231 с.

6. Копылов И. П. Справочник по электрическим машинам / И. П. Копылова и Б. К. Клокотова, т. 1. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 456 с.

7. Безменникова Л.Н. Методические указания по выполнению лабораторных. работ для студентов направления 6.0922 "Электромеханика" спец. 6.092200 "Электрические системы и комплексы транспортных средств". / Л.Н. Безменникова. – Керчь: КГМТУ, 2013. – 20 с.

8. Матеух Е.И. Методические указания для практических занятий и самостоятельной работы студентов направления 6.0922 "Электромеханика" спец. 6.092200 "Электрические системы и комплексы транспортных средств". / Е.И. Матеух. – Керчь: КГМТУ, 2008. – 76 с.

9. Матеух Е.И., Дворак В.Н. Метод. указ. по вып. курсовой работы для студ. направл. 6.0922 "Электромеханика" спец. 6.092200 "Электрические системы и комплексы транспортных средств"./ Е.И. Матеух – Керчь: КГМТУ, 2010. – 12 с.

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

10. Хвостов В.С. Электрические машины. / В.С. Хвостов. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 336 с.

11. Домбровский В.В. Асинхронные машины. / В.В. Домбровский. – Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 364 с.

12. Копылова И.П. Проектирование электрических машин / И.П. Копылова. – М.: Энергия, 1980. - 495 с.

 

 

Приложение 1