Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
В. Д. Авилов, В. П. Беляев, е. Н. СавельеваСтр 1 из 5Следующая ⇒
В. Д. АВИЛОВ, В. П. БЕЛЯЕВ, Е. Н. САВЕЛЬЕВА АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ОМСК 2005
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения
В. Д. Авилов, В. П. Беляев, Е. Н. Савельева
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний к выполнению курсовой работы для студентов дневной и заочной форм обучения по специальностям: 150700 (190301) – “Локомотивы”, 150800 (190302) – “Вагоны”, 100700 (140104) – “Промышленная теплоэнергетика”
ББК 31.261.63Я7 А20
Указания предусматривают выполнение курсовой работы по дисциплинам “Электротехника и электроника”, “Электрические машины”, содержат принцип выбора асинхронного двигателя с фазным ротором при длительном режиме работы с переменным графиком нагрузки. Приведены варианты задания, основные формулы, пример расчета и схемы управления пуском и реверсом асинхронных двигателей. Данная работа поможет студентам закрепить теоретический материал и выработать навыки его практического использования. Предназначены для студентов дневной и заочной форм обучения по специальностям 150700 (190301) – “Локомотивы”, 150800 (190302) – “Вагоны”, 100700 (140104) – “Промышленная теплоэнергетика”.
Библиогр.: 5 назв. Табл. 5. Рис. 8. Рецензенты: доктор техн. наук В. К. Федоров; канд. техн. наук В. К. Кучеренко; доктор техн. наук А. И. Володин.
Ó Омский гос. университет
путей сообщения, 2005
 ВВЕДЕНИЕ
В процессе изучения дисциплин “Электротехника и электроника”, “Электрические машины” студент должен выполнить курсовую работу, посвященную выбору мощности, пуску, регулированию частоты вращения и расчету теплового состояния асинхронного двигателя, а также применению его в распространенных системах электропривода. Основное назначение курсовой работы – закрепление теоретического материала и выработка навыков его практического использования. Методические указания к выполнению того или иного пункта работы содержат минимально необходимые сведения по теории рассматриваемого вопроса. Для глубокого изучения теоретических вопросов дисциплин “Электротехника и электроника”, “Электрические машины” следует воспользоваться рекомен-дуемой литературой. Задания на курсовую работу содержат 100 вариантов. Выбор варианта производится по шифру, присвоенному студенту. Порядок выбора варианта указан. При необходимости содержание задач может быть изменено преподавателем без сокращения общего объема работы. Пояснительная записка выполняется в соответствии со стандартом предприятия СТП ОмГУПС-1.2-02. Студентам заочного факультета разрешается оформлять ее в обычной ученической тетради с соблюдением всех других требований стандарта. Пояснительная записка должна содержать все рисунки и графики, поясняющие расчет и его результаты, а также необходимые электрические схемы, как это показано в примере.
1. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 1.1. Общий обзор Асинхронные двигатели (АД) широко используются в промышленности благодаря простоте их конструкции, надежности в эксплуатации и сравнительно низкой себестоимости. Наиболее простыми в отношении устройства и управления, надежными в эксплуатации являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, имеющие наименьшую массу, габариты и стоимость при определенной мощности. Их масса на единицу мощности в 1,5 – 2,0 раза ниже, чем у машин постоянного тока. Чаще всего асинхронные двигатели применяются при невысокой частоте включений, когда не регулируют частоту вращения или возможно ступенчатое его регулирование. В установках, где требуется регулирование частоты вращения в относительно небольших пределах, необходимы плавный пуск, хорошие тормозные качества, ограничение токов в переходных процессах и т. д., находят широкое применение асинхронные двигатели с фазным ротором. Характерной особенностью этих двигателей является возможность уменьшения с помощью реостатов их пусковых токов при одновременном увеличении пусковых моментов. При выборе двигателя по мощности следует исходить из необходимости его полного использования в процессе работы. В случае завышения номинальной мощности двигателя снижаются технико-экономические показатели электропривода, т. е. КПД и коэффициент мощности. Если нагрузка на валу двигателя превышает номинальную, то это приводит к росту токов в его обмотках, а значит и потерь мощности выше соответствующих номинальных значений. Для обоснованного выбора асинхронного двигателя необходимо знать, как изменяется нагрузка на валу двигателя во времени, что в свою очередь позволяет судить о характере изменения потерь мощности. С целью определения нагрузки двигателя для большинства производственных механизмов строятся так называемые нагрузочные диаграммы, под которыми понимаются зависимости развиваемых двигателем момента и мощности от времени, т. е. М = f (t) и Р = f (t).
Различают следующие основные режимы работы двигателей: длительный; кратковременный; повторно-кратковременный. В методических указаниях рассматривается длительный режим с переменным графиком нагрузки.
Задание По заданной нагрузочной диаграмме электропривода определить эквивалентную мощность и выбрать асинхронный двигатель с фазным ротором. Произвести проверку выбранного двигателя на нагрев по методу средних потерь, на перегрузочную способность при снижении напряжения в сети, а также расчет теплового режима выбранного двигателя по заданной нагрузочной диаграмме. Определить сопротивление добавочного резистора, который необходимо включить в цепь ротора выбранного двигателя для снижения частоты вращения на заданную величину при номинальном моменте сопротивления. Построить естественную и реостатную механические характеристики выбранного двигателя. Рассчитать сопротивление секций пускового резистора и потери электрической энергии при реостатном и прямом пуске. Начертить и изучить схемы управления пуском и реверсом асинхронных двигателей.
1.3. Выбор варианта задания
Вариант задания выбирается по двузначному шифру, присвоенному студенту преподавателем; для студентов заочной формы обучения – по двум последним цифрам шифра зачетной книжки. Параметры нагрузки на каждой ступени, синхронная частота вращения АД и требуемое снижение частоты вращения ротора в процентах от номинальной приведены в табл. 1.1, а длительность ступеней – в табл. 1.2. При расчете принять, что в период паузы (t 5) двигатель работает в режиме холостого хода без отключения от сети. Напряжение питающей (цеховой) сети принять в зависимости от мощности двигателя: от 22 до 75 кВт – 380 В; от 45 до 110 кВт – 660 В. от 45 до 75 кВт – 380 либо 660 В (выбрать по желанию). Снижение напряжения в питающей сети для проверки выбранного АД на перегрузочную способность принять 10 % от номинального для всех вариантов. Число ступеней пускового реостата для всех вариантов z = 2.
Расчет мощности и выбор АД Многоступенчатый график нагрузки, характеризующий длительный переменный режим работы электропривода (рис. 1.1), можно привести к равномерному, воспользовавшись понятием эквивалентной (среднеквад-ратичной) мощности
где n – число ступеней нагрузки; Pi, ti – соответственно мощность и продолжительность нагрузки каждой i- й ступени графика, включая паузу.
Рис. 1.1. Нагрузочная диаграмма
Т а б л и ц а 1.1 Параметры нагрузки
Т а б л и ц а 1.2 Длительность ступеней нагрузки, мин
По найденной эквивалентной мощности выбирается необходимый двигатель при условии
P н ≥ P э . (1.2)
Для выполнения курсовой работы необходимые данные можно взять из любых каталогов на АД с фазным ротором или из приложения данных методических указаний. В настоящее время наиболее массовой серией асинхронных двигателей является серия 4А, основное исполнение которой имеет следующую систему условных обозначений:
4А Х Х Х Х Х Х Х ____ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___, 1 2 3 4 5 6 7 8 где знаменатель дроби – порядковый номер части условного обозначения, а вместо Х в числителях должны стоять условные обозначения: 1 – серия 4А; 2 – исполнение АД по способу защиты: буква Н – исполнение IP23 (см. ниже), нет буквы – исполнение IP44; 3 – исполнение АД по материалу станины: буква А – станина и щиты алюминиевые, Х – станина алюминиевая, щиты чугунные (или наоборот), нет буквы – станина и щиты стальные или чугунные; 4 – высота оси вращения, мм (две или три цифры); 5 – установочный размер по длине станины: буква S, M или L (меньший, средний или больший); 6 – длина сердечника: А – меньшая, В – большая, нет буквы – выпускается только одна длина; 7 – число полюсов АД (одна или две цифры); 8 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69. Различные модификации и специализированные исполнения обозначаются дополнительными буквами, место которых в маркировке может изменяться: 4АР… – с повышенным пусковым моментом; 4АС… – с повышенным скольжением; 4АК (4АНК)… – с фазным ротором; 4АВ… – встраиваемые; 4А…Х – химостойкое исполнение; 4А…С(СХ) – сельскохозяйственное назначение;
4А…УП – пылезащищенное исполнение; 4А…РН – рудничное исполнение; 4А…П2 – высокочастотные двигатели; 4А…НЛБ – лифтовые двигатели; 4А…Б2П…ПБ – для станков с числовым программным исполнением; 4АХД… – для деревообрабатывающих станков и др. Кроме серии 4А имеются двигатели серии 4АМ (модернизированные), серии АИ (унифицированные, разработанные совместно со странами Интерэлектро), а также серий А2 и АО2, которые сняты с производства, но еще встречаются в эксплуатации. Исполнение по способу защиты обозначается латинскими буквами IP с последующими двумя цифрами. По ГОСТ 14254-80 первая цифра характе-ризует степень защиты обслуживающего персонала от соприкосновения с вращающимися или токоведущими частями, вторая – степень защиты от проникновения внутрь машины воды. Наиболее распространены машины со степенью защиты IP23 и IP44. В данных маркировках первая цифра означает: 2 – защита от проникновения внутрь оболочки предметов длиной до 80 мм и твердых тел размером свыше 12 мм; 4 – защита от проникновения внутрь оболочки проволоки и твердых тел размером более 1 мм; вторая цифра показывает степень защиты от воды: 3 – защита от дождя (при падении дождя на оболочку под углом 60° капли не попадают внутрь машины); 4 – защита от брызг (брызги воды в любом направлении не попадают внутрь). Климатическое исполнение УЗ означает возможность эксплуатации электрической машины в зоне умеренного климата, в закрытых помещениях (ГОСТ 15150-69).
Общие положения
Управление электроприводом заключается в осуществлении пуска, регулировании скорости, торможения, реверсирования, а также в поддержании режима работы привода в соответствии с требованиями к технологическому процессу. Современные регулируемые электроприводы для автоматических линий и механизмов обычно строятся с применением релейно-контакторной аппаратуры, на которую возлагаются функции включения питания (подсоединения к сети) силовых блоков и блоков управления, защиты и ввода первоначальных и конечных команд в систему управления приводом, однако наряду с электроприводами, выполняющими сложные функции, в ряде случаев содержащими микропроцессоры или программные устройства управления, существует большое количество электроприводов, на которые возлагаются относительно простые функции. Это обычно нерегулируемые или регулируемые ступенчато в небольшом диапазоне электроприводы с невысоким быстродействием. В задачу систем управления такими электроприводами чаще всего входит организация пуска, торможения, перехода с одной ступени скорости на другую, реверса и осуществление этих операций в определенной последовательности во времени или по командам от рабочей машины, завершившей очередную технологическую операцию. Причем необязательно, чтобы система управления выполняла все эти функции (набор функций зависит от требований к приводу). Автоматизация упрощает обслуживание механизмов, дает возможность осуществлять дистанционное управление электроприводами там, где нельзя непосредственно управлять двигателями по условиям территориального расположения машин или в связи с особенностями технологического процесса. Для автоматического управления электроприводами применяются различные аппараты: контакторы, автоматы, регуляторы, реле, кнопочные станции, путевые выключатели, бесконтактные логические элементы, а также разного рода вспомогательные электрические аппараты и машины. Каждый из этих аппаратов состоит из ряда элементов: электромагнитной системы, создающей необходимое тяговое усилие; главных и вспомогательных контактов и т. д. С помощью проводов отдельные аппараты и их элементы электрически соединяются в общую систему, призванную осуществлять заданные операции в определенной последовательности. В системах цепи делятся на две категории: главного тока и вспомогательные. К первым относятся силовые цепи двигателей и генераторов. Вспомогательные цепи включают в себя цепи управления, где присоединяются катушки контакторов и реле, контактные реле, вспомогательные контакты контакторов и другие элементы аппаратов. Кроме того, к вспомогательным относятся цепи защиты, сигнализации и цепи, связанные со специальными блокировками между отдельными электроприводами. Принципиальная схема электроприводов содержит условные графические изображения элементов всех аппаратов и машин (табл. 3.1), которые располагают на схеме так, чтобы удобно было ее читать, а не по действительному пространственному расположению элементов, т. е. отдельные
Таблица 3.1 Условные обозначения элементов и машин в схемах электроприводов
токоведущие элементы аппаратов и машин показаны на схеме в электрической цепи вне зависимости от кинематической или конструктивной связи этих элементов. Каждому аппарату в схеме присваивается буквенное обозначение, соответствующее функции данного аппарата. Условные обозначения элементов схем электропривода: Q – разъеди-нитель в силовых цепях; QF – выключатель автоматический; FA – дискретный элемент защиты по току мгновенного действия; FU – предохранитель плавкий; KM – контактор, магнитный пускатель; KK – реле электротепловое; KT – реле времени; SB – выключатель кнопочный; M – двигатель. Некоторые типовые схемы нашли практическое применение для управления пуском асинхронных двигателей с короткозамкнутым (рис. 3.1) и фазным (рис. 3.2) роторами. Схема реверсивного управления асинхронными двигателями представлена на рис. 4.1. Реверс – это изменение направления вращения, которое осуществляется изменением направления вращения магнит-ного поля статора, для чего изменяется чередование фаз. В схемах предусмотрены различные способы защиты двигателей от перегрузки и короткого замыкания, от резкого снижения питающего напряжения и др.
С фазным ротором серии 4А
Примечание. Сведения о моменте инерции и постоянной нагревания ориентировочные и могут использоваться только для учебных целей. Учебное издание АВИЛОВ Валерий Дмитриевич,
САВЕЛЬЕВА Евгения Николаевна
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Редактор Т. С. Паршикова
* * * Лицензия ИД № 01094 от 28.02.2000. Подписано в печать.04.2005. Формат 60 ´ 841/16. Бумага офсетная. Плоская печать. Усл. печ. л. Уч.-изд. л.. Тираж 250 экз. Заказ. * * Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа Типография ОмГУПСа
*
В. Д. АВИЛОВ, В. П. БЕЛЯЕВ, Е. Н. САВЕЛЬЕВА АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ОМСК 2005
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения
В. Д. Авилов, В. П. Беляев, Е. Н. Савельева
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний к выполнению курсовой работы для студентов дневной и заочной форм обучения по специальностям: 150700 (190301) – “Локомотивы”, 150800 (190302) – “Вагоны”, 100700 (140104) – “Промышленная теплоэнергетика”
ББК 31.261.63Я7 А20
Указания предусматривают выполнение курсовой работы по дисциплинам “Электротехника и электроника”, “Электрические машины”, содержат принцип выбора асинхронного двигателя с фазным ротором при длительном режиме работы с переменным графиком нагрузки. Приведены варианты задания, основные формулы, пример расчета и схемы управления пуском и реверсом асинхронных двигателей. Данная работа поможет студентам закрепить теоретический материал и выработать навыки его практического использования. Предназначены для студентов дневной и заочной форм обучения по специальностям 150700 (190301) – “Локомотивы”, 150800 (190302) – “Вагоны”, 100700 (140104) – “Промышленная теплоэнергетика”.
Библиогр.: 5 назв. Табл. 5. Рис. 8. Рецензенты: доктор техн. наук В. К. Федоров; канд. техн. наук В. К. Кучеренко; доктор техн. наук А. И. Володин.
Ó Омский гос. университет путей сообщения, 2005
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-12; просмотров: 139; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.15.1 (0.372 с.) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Омск 2005
УДК 621.313.33(075.8)
Асинхронные двигатели в системах электропривода: Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов дневной и заочной форм обучения по специальностям 150700 (190301) – “Локомотивы”, 150800 (190302) – “Вагоны”, 100700 (140104) – “Промышленная теплоэнергетика”. 2-е изд., доп. и испр./ В. Д. Авилов, В. П. Беляев , Е. Н. Савельева; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2005. 44 с.
(1.1)
БЕЛЯЕВ Владимир Павлович,
644046, г. Омск, пр. Маркса, 35
