Эрнст А.Д. Самозапуск асинхронных электродвигателей: Учеб. пособие

Подождите немного. Документ загружается.

Пример 7. Расчет разгона электродвигателей

Алгоритм расчета разгона электродвигателей представлен выше.

Эквивалентное сопротивление системы

474,0



, её эквивалентная эдс

00,1

Е , а также эквивалентное сопротивление электродвигателей 412,1



дэ

z и

остаточное напряжение в начале самозапуска

75,0



ост

было определено ранее

в разделе 5.

Избыточный момент первого двигателя на первом шаге

391,0248,0639,0

1.1.1.









дcдaд

mmm .

Приращение скольжения первого двигателя на первом шаге



при

интервале 2,0

046,02,0

706,1

391,0





 t

Скольжение в начале следующего интервала времени

541,0046,0595,0

1.1.1







 ддi

sss .

Аналогично производится расчет для двух других двигателей,

определяются их скольжение и напряжение на шинах в начале следующего шага.

Результаты численного расчета сведены в табл. 6.1. В табл. 6.1 результаты

расчета приведены через один шаг.

При достижения всеми двигателями номинального момента расчет

прекращается. По результатам расчета строятся характеристики зависимостей

).(),(),( tmtUts

сзпд

По результатам расчетов видно, что время разгона двигателей соответственно

составляет сt

разг

6,2

 , сt

разг

2,3

 , сt

разг

6,4



Характеристики

m при самозапуске представлены на рисунках (4.3-4.5).

Результаты расчета изменения напряжения на шинах )(tU

даны на рис. 6.2.

Таблица 6.1 – Результаты расчета разгона асинхронных двигателей



iд

m

s

0,595 4,354 0,186 4,358 0,639 0,248 0,391 0,046

0 0,642 4,263 0,172 4,267 1,411 0,751 0,615 0,303 0,313 0,037

0,751 4,083 0,147 4,085 0,567 0,437 0,129 0,015

0,549 4,451 0,201 4,455 0,668 0,283 0,386 0,045

0,2 0,605 4,333 0,183 4,337 1,432 0,754 0,638 0,325 0,313 0,037

0,736 4,106 0,150 4,108 0,577 0,442 0,135 0,016

0,460 4,674 0,240 4,680 0,735 0,363 0,372 0,044

0,6 0,532 4,490 0,208 4,495 1,478 0,760 0,689 0,375 0,314 0,037

0,703 4,157 0,157 4,160 0,600 0,453 0,148 0,017

0,373 4,948 0,296 4,957 0,812 0,454 0,358 0,042

1 0,458 4,678 0,241 4,684 1,533 0,767 0,748 0,435 0,314 0,037

0,668 4,217 0,165 4,220 0,627 0,466 0,161 0,019

0,290 5,300 0,381 5,314 0,902 0,554 0,349 0,041

1,4 0,385 4,907 0,287 4,916 1,601 0,774 0,819 0,503 0,316 0,037

0,629 4,287 0,176 4,290 0,660 0,482 0,177 0,021

0,208 5,795 0,530 5,819 1,012 0,664 0,348 0,041

1,8 0,310 5,203 0,356 5,215 1,689 0,783 0,904 0,581 0,324 0,038

0,587 4,371 0,188 4,375 0,699 0,502 0,197 0,023

0,126 6,629 0,877 6,687 1,153 0,788 0,365 0,043

2,2 0,233 5,620 0,473 5,640 1,818 0,796 1,014 0,670 0,344 0,040

0,539 4,473 0,205 4,478 0,751 0,527 0,223 0,026

0,038 9,045 2,894 9,496 1,334 0,933 0,402 0,047

2,6 0,150 6,325 0,735 6,368 2,087 0,817 1,181 0,778 0,403 0,047

0,485 4,606 0,228 4,612 0,830 0,559 0,271 0,032

0,009 12,913 12,277 17,818 1,318 0,984 0,334 0,039

3 0,047 8,562 2,335 8,874 2,656 0,850 1,438 0,926 0,512 0,060

0,415 4,806 0,266 4,813 0,959 0,605 0,354 0,042

0,009 12,913 12,277 17,818 1,395 0,984 0,411 0,048

3,4 0,009 12,913 12,277 17,818 3,263 0,875 1,395 0,986 0,409 0,048

0,325 5,138 0,340 5,149 1,110 0,673 0,437 0,051

0,009 12,913 12,277 17,818 1,418 0,984 0,434 0,051

3,8 0,009 12,913 12,277 17,818 3,490 0,882 1,418 0,986 0,432 0,051

0,219 5,716 0,504 5,738 1,267 0,766 0,501 0,059

0,009 12,913 12,277 17,818 1,460 0,984 0,477 0,056

4,2 0,009 12,913 12,277 17,818 3,988 0,895 1,460 0,986 0,475 0,056

0,096 7,126 1,153 7,219 1,514 0,891 0,624 0,073

0,009 12,913 12,277 17,818 1,566 0,984 0,583 0,068

4,6 0,009 12,913 12,277 17,818 5,939 0,927 1,566 0,986 0,581 0,068

0,009 12,913 12,277 17,818 1,566 0,989 0,577 0,068

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6

.., ео

., c

Рисунок 6.2 – Характеристика зависимости )(tU

7 РАСЧЕТ НАГРЕВА

Для ответственных двигателей, самозапуск или повторный пуск которых

должны быть обеспечены сразу же после остановки, т.е. в горячем состоянии,

дополнительное максимальное превышение температуры зависит от класса

изоляции обмоток и при учебном проектировании может быть принято

равным 135

С. Учитывая, что самозапуск происходит относительно редко

можно использовать упрощенный расчет [2]. В этом случае формула

превышения температуры обмоток выглядит так

150

)1(





iпнразг

kjt

, (7.1)

где

j – номинальная плотность тока в обмотках статора(А/мм²);

iвкл

пi

 – кратность тока включения при самозапуске.

Более строгие методики расчета нагрева, в том числе и ротора двигателя даны

в [2].

Пример 8. Расчет температуры обмоток двигателей

Для двигателя Д1:

TT 

, где 20

температура окружающей среды.

;;5

iвкл

пi

мм

j 

;;

. бicзiвкл

iд

ост

icз

III

I 



сt

разг

6,2



.7,278

97,089,063

2500

cos3

ннн









.630665,3172,0;172,0

354,4

75,0

1.1.

АII

двклдсз





.26,2

7,278

630



дп

150

)1(





пнразг

kjt

917,21917,120;917,1

150

)126,2(58,2





 T .

Для двигателя Д2:

.645665,3176,0;176,0

27,4

75,0

2.2.

АII

двклдсз





314,2

7,278

645



дп

228,22228,220;228,2

150

)1314,2(52,3





 TT .

Для двигателя Д3:

.7,670665,3183,0;183,0

093,4

75,0

3.3.

АII

двклдсз





414,2

7,278

7,670



дп

664,23664,320;664,3

150

)1414,2(56,4





 TT .

Вывод: результаты расчетов показали, что разгон всех двигателей

заканчивается через 4,6 секунды, причем быстрее разгоняются менее

загруженные двигатели (в данном случае все двигатели одной мощности).

При перерыве питания 2 секунды самозапуск возможен у всех двигателей,

без дополнительных мероприятий по снижению величины нагрузки на валу.

Нагрев электродвигателей не превышает допустимый.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Голоднов Ю.М. Самозапуск электродвигателей. М.: Энергоатомиздат, 1985.

136 с.

2. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных

двигателей. М.: Энергоатомиздат, 1984. 240 с.

3. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических

системах. М.: Высш. Школа, 1978. 416 с.

4. Эрнст А.Д. Устойчивость узлов нагрузки: Учеб. пособие / А.Д. Эрнст,

К.И. Никитин. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. 48 с.

5. Эрнст А.Д. Численные расчеты самозапуска электродвигателей: Учеб.

пособие / А.Д. Эрнст, Б.Н.Коврижин. Омск: Изд-во ОмПИ, 1989. 80 с.

6. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических

системах. М.: Энергия, 1970. 520 с.

7. Мак-Кракен Д. Численные методы и программирование на Фортране / Д.

Мак-Крак

ен, У. Дорн. М.: Мир,1977. 584 с.

8. Эрнст А.Д. Расчет токов короткого замыкания в системах электроснабже–

ния: Учеб. пособие / А.Д. Эрнст, М.В. Шкаруба. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. 60 с.

9. Куликов Ю.А. Переходные процессы в электрических системах: Учеб.

пособие. – Новосибирск: НГТУ, 2003. 283с.

Приложение А

ЗА Д А Н И Е

к СРС по курсу «Устойчивость узлов нагрузки»

(Самозапуск электродвигателей)

Шифр_________________

Выдано студенту_______________________группы________________

Определить параметры электродвигателей и построить их механические

характеристики при

UU  и характеристики момента сопротивления в

диапазоне скольжения (10



Произвести расчет и построить характеристики сопротивлений

электродвигателей )(

, )(

z в зависимости от скольжения. Оценить

влияние активного сопротивления.

Произвести расчет выбега за время перерыва электроснабжения и построить

характеристики выбега электродвигателей.

Определить параметры схемы замещения, оценить влияние активного

сопротивления, вычислить ток включения, остаточное напряжение и избыточный

момент при самозапуске. Оценить возможность самозапуска. Принять в случае

невозможности самозапуска необходимые меры для его обеспечения.

Произвести численный расчет разгона электродвигателей и построить

характеристики )(

)(tU

, )(

m . Определить время разгона.

6. Определить превышение температуры обмоток электродвигателей за время

разгона.

Срок сдачи _________________

Задание выдал ______________

«____» ____________ 20___ г.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ…..……………………………….……………………………… 2

1 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАСЧЕТОВ …………………………………………………… 3

2 СБОРНИК ЗАДАНИЙ……………………………………………………………… 4

3 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕЖИМА САМОЗАПУСКА

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ………………………………………………………… 11

3.1 Применение самозапуска …...………………………………………………… 11

3.2 Краткая характеристика процессов при самозапуске двигателей …………. 13

3.3 Уравнения движения при самозапуске ……………………………………… 19

4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБЕГА ЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ……………… 22

4.1 Параметры и характеристики асинхронных двигателей …..……………… 22

Пример 1. Расчет сопротивлений электродвигателей ….………………… 24

Пример 2. Расчет характеристик электродвигателей …..………………….. 25

4.2 Расчет выбега электродвигателей …………………………………………… 27

Пример 3. Расчет индивидуального выбега электродвигателей …………… 29

5 ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ САМОЗАПУСКА ……………………………….. 31

5.1 Определение параметров схемы замещения ..……………………………… 31

Пример 4. Расчет параметров схемы замещения ……………………………32

5.2 Определение остаточного напряжения и то

ка включения двигателей ..…. 34

Пример 5. Определение остаточного напряжения и тока включения ..…... 35

5.3 Определение избыточного момента при самозапуске …………………….. 36

Пример 6. Оценка возможности самозапуска ………………………..…….. 36

6 РАСЧЕТ РАЗГОНА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ………………………………… 37

Пример 7. Расчет разгона электродвигателей ………………………………. 40

7 РАСЧЕТ НАГРЕВА ………………………………………………………………. 42

Пример 8. Расчет температуры обмоток двигателей ……………………….. 42

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ………………………………...…………… 44

Приложение А ЗА Д А Н И Е к СРС ……………………………………………... 45