Студопедия — Электр механикалық жүйесінің энергетикасы
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Электр механикалық жүйесінің энергетикасы






Электр қ озғ алтқ ыштың жылытуы. Электр қ озғ алтқ ыштың жұ мысы кезінде энергия жоғ алымы болып отырады, олар жылу тү рінде бө лініп, қ озғ алтқ ышты жылытады. Қ озғ алтқ ыштың температурасы қ оршағ ан ортаның температурасынан ү лкейсе, онда жылу беріле бастайды.

Жылыту жә не суыту заң дары:

а) қ озғ алтқ ышты біртекті дене ретінде қ арастырады; б) қ озғ алтқ ыштың жылу ө ткізгіштігі шексіз ү лкен, яғ ни қ озғ алтқ ыш температурасы бірың ғ ай; в) қ оршағ ан ортадағ ы жылу берілісі электр қ озғ алтқ ышы мен қ оршағ ан ортаның температураларының айырмасының бірінші дә режесіне пропорционал.

Қ озғ алтқ ыштың жылытуы кезіндегі тең деуі:

 

(5.19)

 

мұ ндағ ы қ оршағ ан ортаның температурасынан ө сіп кеткен температура; - орнық қ ан температура.

Орнық қ ан температура келесі формуламен анық талады:

 

 

мұ ндағ ы Q – жылу мө лшері, Дж/с, немесе Вт; А – қ озғ алтқ ыштың жылу берілісі, қ оршағ ан ортағ а ө ту жылуы, Тжылыту – жылыту уақ ыт тұ рақ тысы, с/А, с – қ озғ алтқ ыштың жылыту сыйымдылығ ы, (Дж/0С).

 

Бастапқ ы кезең де жылыту температура қ оршағ ан ортаның температурасына тең болады, яғ ни онда:

 

. (5.20)

 

5.23-суретте қ озғ алтқ ыштың жылыту жә не суыту қ исығ ы кө рсетілген: 1-қ исығ ы (5.19) тең деуімен, 2-қ исығ ы (5.20) тең деуімен ө рнектеледі. (5.19) тең деуі – жылыту ү рдісі ү шін жарайды, сонымен қ атар салқ ындату ү шін де пайдаланады.

Егер , онда жылыту ү рдісі сә йкес келеді; - салқ ындату ү рдісі сә йкес келеді; дененің температурасы ө згермейді. Осы жағ дайда тең есу немесе орнық ты жағ дай орын алады. Егер қ озғ алтқ ыш желіден ажырағ анда, жылу тоқ талып, ол салқ ындай бастайды, . Салқ ындау уақ ыт тұ рақ тысы Т0 арқ ылы белгіленеді.

5.23-сурет. Қ озғ алтқ ыштың жылыту (а) жә не суыту (б) қ исығ ы

 

( 5.19) тең деуі келесі кү йге айналады:

 

. (5.21)

 

Электр қ озғ алтқ ышының салқ ындауы. Егер қ озғ алтқ ыш белгілі жү ктемемен жұ мыс істесе, содан кейін жү ктеме азайса, қ озғ алтқ ыш суый бастайды жә не оның тең деуі келесі тү рге келтіріледі:

 

,

 

5.23, б-суретте қ озғ алысының суыту қ исығ ы кө рсетілген: 1-қ исығ ы (5.19) тең деуімен, 2-қ исығ ы (5.20) тең деуімен, (бірақ кезіндегі) ө згереді. 5.23, а-суретіндегі 1 қ исығ ы ү лкен мә нге ие болғ ан Т ү шін сә йкес келеді, ал 2 қ исығ ы керісінше, Т–уақ ыт тұ рақ тысы қ озғ алтқ ыштың жылытуы мен суыту жылдамдығ ын сипаттайды; орнық ты мә ні уақ ыты кезінде орын алады.

Жылыту жә не суыту ү рдісі Т ү лкейген сайын азая тү седі немесе керісінше. 5.24-суретте қ озғ алтқ ыштың жылыту экспоненті кө рсетілген.

 

 

5.24-сурет. Қ озғ алтқ ыштың жылыту экспоненті

 

5.24-суретте жә не (5.20) формуладан С жылу сыйымдылығ ының Т ү лкейген сайын ү лкен болатыны кө рінеді.

Сонымен тұ рақ ты уақ ыт шамасы қ озғ алғ ан мө лшерімен қ ұ рылысына байланысты суыту уақ ыт тұ рақ тысы: Тжылыту 1, 5-2 рет ү лкен болады.

Ө тпелі ү рдістің энергетикасы. Статор мен ротор орамдарын жылытуғ а жұ мсалғ ан энергия. Жү ктемесі жоқ асинхронды қ озғ алтқ ыш жұ мыс істеп тұ рғ ан кездегі энергия жоғ алымын қ арастыралық. Желіден қ озғ алтқ ыш арқ ылы алынғ ан Р1 қ уаты статор орамын жылытуғ а жұ мсалады (), магнит сымды болатты жылытуғ а (болаттағ ы жоғ алым ) жұ мсалады , сонымен қ атар роторғ а да аздап беріледі, яғ ни электр магнитті қ уат :

. (5.22)

 

Электр магнитті қ уат аздап ротор орамын жылытуғ а жұ мсалады, ал қ алғ ан қ уат роторғ а кинетикалық энергия береді:

 

. (5.23)

Ротордағ ы жылу қ уаты:

 

, (5.24)

 

мұ ндағ ы M - момент, н∙ м; - синхронды жылдамдық қ, ө лшем бірлігі рад/с, m - ротор фазаларының саны.

 

Жү ктеме жоқ кездегі іске қ осылу кезіндегі М =0 жә не қ озғ алтқ ыш моменті динамикалық моментке тең:

 

М =I(dω /dt), (5.25)

 

-ті жіктей отырып, келесі ө рнекті аламыз:

 

, (5.26)

 

мұ ндағ ы dt уақ ыт аралығ ында ротордағ ы жоғ алым энергиясы:

 

. (5.27)

 

Ротордың қ озғ алысы ω =0-ден ω жылдамдығ ына дейін ө скенде роторды жылытуғ а кеткен энергия:

 

,

 

тең болғ ан кезінде:

 

. (5.28)

Сонымен роторды жылытуғ а кеткен жоғ алым сан жағ ынан кинетикалық энергияғ а тең еседі:

 

. (5.29)

 

Бос жү ріс кезінде статор жә не ротор орамдарын жылытуғ а кеткен толық энергия жоғ алымы келесі ө рнекпен кө рсетіледі:

 

. (5.30)

Тежелім кезінде ө тпелі ү рдіс кезінде бастапқ ы жылдамдық ты деп белгілейміз. Қ айта қ осу арқ ылы тежелу кезіндегі энергия жоғ алымын алу ү шін М =0, ω -ден 0-ге дейін:

 

. (5.31)

 

тең деуін интегралдау керек:

 

(5.32)

 

Тежелу кезінде статор мен роторда толық энергия жоғ алымы Мс=0 болғ анда:

 

(5.33)

 

Қ озғ алтқ ыштың білікына тежелу статикалық момент М ә сер етсе, онда толық энергия жоғ алымы келесі тү рде кө рсетіледі:

 

(5.34)

 

Динамикалық тежелеу кезінде тең деуін ω с-ден 0-ге дейін интегралдап кө руге болады, бұ л режимде жылжу S= ω /ω с.

Мс=0 болғ анда, тежелу кезінде ротордағ ы энергия жоғ алымы:

 

. (5.35)

 

Статикалық тежелу моменті ә сер еткен кезде Мс (қ озғ алтқ ыш білігіндегі) энергия жоғ алымы келесі формуламен кө рсетілген:

. (5.36)

 

Осы режим кезінде жылдамдық (ω) тежелу ү рдісінде сызық тық заң бойынша ө згеріп отырады:

 

=I( /2) – Мсс/2)t. (5.37)

 

Статордағ ы энергия жоғ алымының динамикалық тежелуі кезінде:

 

(5.38)

 

мұ ндағ ы - қ озу тогы; - статор орамындағ ы эквивалентті кедергі.

Жү ктемеге байланысты болатын ү рдістер. Білікті жү ктеген кезде ; w жә не w0 жылдамдық тарының айырмашылығ ын сырғ анаумен сипаттайды:

 

. (5.39)

 

Енді ротордың тізбегінде электр магниттік индукция заң ымен шығ атын ЭҚ К пайда болады:

 

=E1¢ s. (5.40)

 

Мұ нда жә не ә рі қ арай штрихпен келтірілген шамалар белгіленеді, олар статордың жә не ротордың орамаларының бірдей еместігін ескереді. Шық қ ан ЭҚ К-інің жиілігі:

 

f2=f1s. (5.41)

 

Кедергісі R2¢ жә не индуктивтілігі L2¢ ротордың тізбегінде ток I2¢ келесідей анық талады:

 

 

немесе қ арапайым тү рлендірулерден кейін:

 

, (5.42)

 

мұ ндағ ы Х2¢ – f1 жиілігі кезіндегі екінші ретті ораманың шашырауының индуктивті кедергісі.

Асинхронды қ озғ алтқ ыштың фаза алмастыру дә стү рлі сұ лбасына сә йкес тең деуді алдық (5.25-сурет), онда статордың да шама-шарттары R1 жә не Х1 ескерілген. Бұ л қ арапайым модель арқ ылы орнық қ ан режимдерді симметриялы қ оректенетін симметриялы қ озғ алтқ ыш кезінде талдауғ а болады.

 

 

5.25-сурет. Асинхронды қ озғ алтқ ыштың фаза алмастыру сұ лбасы

Қ озғ алтқ ыштың қ уатын анық тау. Барлық орындаушы механизмінің жұ мысы тө менгі жолдармен сипатталады:

а) технологиялық ү рдістерді орындау кезіндегі ә сер ететін кү штермен;

б) қ озғ алыстың жылдамдығ ы (U) немесе айналу саны немесе бұ рыштық жылдамдық (ω);

в) пайдалы қ уат жә не тұ тынушы қ уат.

Тұ рақ ты жылдамдық пен жұ мыс істейтін орындаушы механизмде тек қ ана статикалық кедергі жойылады, статикалық кедергі ортаның кедергісі мен механизмнің тіреу кү шінен тұ рады.

Қ алыпсыз қ озғ алыста толық кедергі статикалық жә не динамикалық кедергіден тұ рады.

Айнымалы қ озғ алыста кү шті моменттер арқ ылы ауыстыруғ а болады:

 

(5.43)

 

Мс кедергінің статикалық пайдалы кедергінің моменті жә не тіреу кү шінің моментінен тұ рады:

 

. (5.44)

 

=2, . (5.45)

 

мұ ндағ ы n - минутындағ ы айналу саны.

 

Мысалы: 1кВт=1, 36 л.с немесе 1кВт=1, 36·75=102 кгм/сек, онда

 

, кВт. (5.46)

 

Айналу жылдамдығ ы ү лкейген сайын айнымалы бө ліктердің ү деуіне кететін қ уаттар шығ ыны кө бейеді. Қ уатты анық тау кезінде кө бінесе кө ң ілді оның габаритіне аударады, яғ ни басқ а сө збен айтқ анда, қ озғ алтқ ыштың ө лшемі қ уат жү ктемесінің шамасымен уақ ытқ а байланысты ө згеруіне байланысты.

Асихронды қ озғ алтқ ыштар критикалық моменттен ү лкен моментті тудыра алмайды, ал синхронды қ озғ алтқ ыштар максимал моменттен ү лкен момент тудыра алмайды. Критикалық немесе максимал моментінің номинал моментіне қ атынасын жү ктемелі қ асиеті деп атайды.

Кестедегі кө рсетілген температурадан ү лкен температурада жұ мыс істейтін машиналардың жұ мысының қ ызметі, мерзімі жағ ынан азайады, ал тө менгі температурада жұ мыс жасаса, онда жұ мысының қ ызмет жасайтын мерзімі ұ зарады. Жуық тап айтқ анда, изоляцияның қ ызмет жасайтын мерзімінің жұ мыс температурасы 8-100С ө скенде екі есе азайады. Вентиляцияның қ олданылуы арқ ылы электр машинасының орамасының жұ мыс температурасы азаюы мү мкін.

Қ озғ алтқ ыштарды таң дау. Қ озғ алтқ ыштардың дұ рыс таң дауының ө те ү лкен мә нісі бар. Қ уаты аз болса қ алыпты жұ мысты қ амтамасыз ете алмайды, яғ ни ө ндірістің ең бегін тө мендетеді жә не қ озғ алтқ ыштардың қ атты қ ызып кетуіне ә келіп соқ тыруы мү мкін.

Ал қ уаты ө те ү лкен болса, қ ондырғ ышының П.Ә.К-ін азайтады, ал айнымалы токтағ ы қ озғ алтқ ыштардың қ уат коэффицентін тө мендетеді, сонымен қ атар энергия қ уатының жоғ алымы жоғ арылайды.

Қ уатын есептеу жолдарын қ арастырайық:

1. Токарлы станоктар

Токарлы станоктардың қ озғ алтқ ыштарының қ уатын келесі формуламен анық таймыз:

 

мұ ндағ ы - кесу кү ші, ө лшем бірлігі кг; Vр - кесу жылдамдығ ы, ө лшем бірлігі м/мин; -станоктың П.Ә.К-і.

 

Кейде қ уатты есептеу ү шін айналдырушы моментті қ олданады:

 

кГм,

 

мұ ндағ ы d - заттың диаметрі, м.

 

Осы кезде қ уат келесі формуламен анық талады:

 

, кВт.

 

Токтарды жә не басқ а металл ө ң дейтін станоктар ү шін қ олданылатын жетек ү шін ү ш фазалы асинхронды қ озғ алтқ ыштар қ олданылады.

2. Бұ рғ ылау станоктары

Қ уат келесі формуламен анық талады:

.

 

Бұ рғ ылау станоктарының жетегі ү шін ү ш фазалы асинхронды қ озғ алтқ ыштар қ олданылады.

3. Жону (строгальные) станоктары:

Олар келесі тү рге бө лінеді: қ ума жону (ө ң дейтін деталь қ айтпалы-келмелі қ озғ алысқ а ұ шырайды, кесетін пышағ ы қ озғ алмай орналасқ ан); кө лденең жону (ө ң делетін деталь столмен бірге қ озғ алмайды, кірісіне кесетін пышағ ы қ айтпалы-келмелі қ озғ алысқ а ұ шырайды); жоныштайтын (қ ума жону станогы сияқ ты, бірақ кесетін пышағ ы вертикаль жазық тық та қ озғ алады); арнаулы (тісті жону).

4. Сұ йық ты сорғ ылар (насостар)

Қ уаттар келесі формуламен анық талады:

 

, кВт,

 

мұ ндағ ы Q - сорғ ының ө німі, ; r - сұ йық тық салмағ ы, ; H - толық арын (напор), м; - сорғ ының П.Ә.К; - сорғ ы мен қ озғ алтқ ыш арасындағ ы берілістің П.Ә.К-і.

 

Поршеньді сорғ ының ө німін келесі формуламен анық тауғ а болады:

 

Q=K ,

 

мұ ндағ ы К - цилиндрді сумен толтыру коэффициенті, к=0, 9; L - поршеньнің ұ зындығ ы, м; Д - поршеньнің диаметрі, м; П - минут іщіндегі жү ріс саны.

 

Судың ағ у биіктігі Н:

 

Н=h +h +h ,

 

мұ ндағ ы hе - сору биіктігі; hн - талқ андау биіктігі; h то – су арынының жоғ алуына тең биіктік.

 

3. Компрессорлар қ уаты:

 

,

 

мұ ндағ ы A - ауаны сығ уғ а кететін жұ мыс шамасы; Q - компрессор ө німі, ө лшем бірлігі .

 

Қ озғ алтқ ыштарды есептеу қ уаттары арқ ылы жә не каталогтар бойынша тауып таң дайды, олардың қ уаттары жү ктемеге сә йкес болуы керек.

Механикалық сипаттамаларды алу. Механикалық сипаттаманы алу ү шін, электрлік машиналар курсында жиі жасалатындай, магниттелу контурын қ ыспақ тарғ а шығ ару арқ ылы модельді қ арапайымдатамыз (5.26, а-сурет).

 

а) б)

 

5.26-сурет. Асинхронды машинаның қ арапайымдатылғ ан алмастыру сұ лбасы (а) жә не сипаттамалары (б)

 

,

 

мұ ндағ ы I – ротордың тогының активті қ ұ раушысы, y2 жә не арасындағ ы бұ рыш.

 

М(s) механикалық сипаттама туралы сапалы тү сінікті ү ш кө бейткіштің ә рқ айсысының s-ке тә уелділігін бақ ылау арқ ылы алуғ а болады.

Магниттік ағ ын Ф бірінші жақ ындауда s-ке тә уелді емес (5.26, б-сурет). s=0 кезінде ротордың тогы нольге тең жә не s ® ±¥ кезінде асимптотикалық тү рде қ атынасына ұ мтылады (5.26, б-сурет). Алмастыру сұ лбасы арқ ылы соң ғ ы кө бейткішті оң ай анық тауғ а болады:

 

; (5.47)

 

S кішкентай болғ анда cosy2 мә ні ±1-ге жақ ын жә не s ® ± ¥ болғ анда асимптотикалық тү рде нольге ұ мтылады. Ү ш кө бейткіштің кө бейтіндісі ретінде момент S = 0 кезінде нольге тең (w=w0 – идеалды бос жү ріс), оң Мк+ жә не теріс Мк- максимумдарына – критикалық мә ндеріне сырғ анаудың критикалық мә ндері кезінде жетеді, одан кейін ү шінші кө бейткіш арқ ылы нольге ұ мтылады.

Механикалық сипаттаманың тең деуін механикалық жә не электрлік шамалар арқ ылы берілетін ротордың тізбегінде шығ ындарды тең естіру арқ ылы алуғ а болады. Желіден тұ тынатын қ уат, R1-дегі шығ ындарды ескермегенде, электр магниттік қ уатпен шамалас болады:

 

,

Біліктегі қ уат келесідей анық талады:

 

.

 

Ротордың тізбегіндегі шығ ын:

 

, (5.48)

 

немесе электрлік шамалармен берілгенде:

 

,

 

осыдан:

 

. (5.49)

 

Соң ғ ы ө рнекке (5.49)-ден I2¢ қ ойып, жә не М=f(s) функциясының экстремумын жә не оғ ан сә йкес Мк жә не sк тауып, келесі тең деуді аламыз:

 

(5.50)

мұ ндағ ы а=R1/R¢ 2.

 

, (5.51)

 

. (5.52)

 

Практикада кейде а=0 деп алады, яғ ни статордың орамаларының активті кедергісін ескермейді. Бұ л ә детте Рн> 5 кВт болғ анда елеулі қ ателіктер ә келмейді, бірақ бұ л аз қ уаттарда модельді нашарлата алады. а = 0 кезінде (5.50) - (5.52) ө рнектері келесідей тү рге ие болады:

 

(5.53)

 

(5.54)

 

, (5.55)

 

мұ ндағ ы Хк = Х12 – машинаның шашырау индуктивті кедергісі.

 

s< < sк кезінде, бө лімінде бірінші мү шені ескермеуге болады жә не жұ мыс бө лімінде механикалық сипаттаманы келесі тү рде алуғ а болады:

 

. (5.56)

 

5.26, б-суреті бойынша асинхронды қ озғ алтқ ыштың механикалық сипаттамасының қ атаң дығ ы айнымалы болса, жұ мыс бө лімінде , ал ½ s½ > ½ sкр½ кезінде – оң болады.

Асинхронды электр жетегі тұ рақ ты ток электр жетегі сияқ ты, тұ рақ ты ток электр жетегіндегі энергия ағ ынының таралуымен, қ озғ алтқ ыштық жә не ү ш тежелу режимінде жұ мыс істей алады.

5.5 Автоматтандырылғ ан электр жетегінің







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 3880. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Типология суицида. Феномен суицида (самоубийство или попытка самоубийства) чаще всего связывается с представлением о психологическом кризисе личности...

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МОЗГА ПОЗВОНОЧНЫХ Ихтиопсидный тип мозга характерен для низших позвоночных - рыб и амфибий...

Принципы, критерии и методы оценки и аттестации персонала   Аттестация персонала является одной их важнейших функций управления персоналом...

Тема: Составление цепи питания Цель: расширить знания о биотических факторах среды. Оборудование:гербарные растения...

В эволюции растений и животных. Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений. Оборудование: гербарные растения, чучела хордовых (рыб, земноводных, птиц, пресмыкающихся, млекопитающих), коллекции насекомых, влажные препараты паразитических червей, мох, хвощ, папоротник...

Типовые примеры и методы их решения. Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно. Какова должна быть годовая номинальная процентная ставка...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия