Расчет трансформатора и электрических машин (стр. 3 )

- рабочий ток ротора A;

- постоянная времени нагрева TH=24 мин;

- суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя кг·м2

Характеристика двигателя: число пар полюсов 6, высота оси вращения 160 мм, двигатель серии 4А с фазным ротором, климатическое исполнение У3.

2.2 Проверка выбранного двигателя по нагреву:

Рассчитаем потери в номинальном режиме:

                                          (2.2)

кВт

Потери холостого хода:

                                          (2.3)

кВт

Потери в обмотках при номинальной нагрузке

                                          (2.4)

кВт

Коэффициенты нагрузки по ступеням графика:

                                                  (2.5)

Потери на каждой ступени графика

                                  (2.6)

кВт

кВт 

кВт

кВт

кВт

Средние потери за цикл:

                                          (2.7)

кВт

Средние потери за цикл меньше допустимых потерь в номинальном режиме, двигатель перегреваться не будет.

2.3 Проверка выбранного двигателя на перегрузку при снижении напряжения:

Pmax = 13 кВт – максимальная мощность двигателя по нагрузочной диаграмме;

Запишем условие работоспособности двигателя при снижении напряжения в питающей сети:

Подставим численные значения, получим:

Это условие выполняется, значит, двигатель будет работоспособен при снижении напряжения в питающей сети на 10%.

Таким образом, выбранный двигатель удовлетворяет всем поставленным условиям.

2.4 Расчет теплового состояния асинхронного двигателя.

Найдем установившиеся превышения температуры по циклам нагрузки:

  єС                                         (2.8)

С

Аналогично рассчитаем превышения температуры для остальных этапов рабочего цикла и результаты расчетов сведем в таблицу.

Таблица 2.2 – Превышение температуры по интервалам рабочего цикла

Время работы на интервале, минут	Потери на ступени, кВт	Превышение температуры, градусы Цельсия
7	2,657	115,88
14	1,071	46,72
10	1,834	80
13	0,94	41
6	0,642	28

Рассчитанные превышения температуры в течение трех рабочих циклов:

                                  (2.9)

Для первого интервала первого цикла расчет распишем, а результаты остальных сведем в таблицу.

С

Таблица 2.3 – Результаты расчета теплового состояния двигателя.

Номер цикла	Номер интервала	Реальное превышение температуры
1	1	29.316
2	37.008
3	51.658
4	47.2
5	42.953
2	1	61.402
2	54.913
3	63.462
4	54.068
5	48.302
3	1	65.398
2	57.143
3	64.932
4	54.923
5	48.968

По результатам расчета видно, что двигатель особенно сильно нагревается, если мощность нагрузки превышает его номинальную мощность.

Усредненная кривая нагрева строится по результатам аналогичного теплового расчета двигателя по интервалам циклов, только вместо потерь на интервале подставляем среднее значение потерь в двигателе. Результаты расчета сведем в таблицу:

Таблица 2.4 – Результаты расчета теплового состояния двигателя.

Номер цикла	Номер интервала	Усредненное значение превышения температуры
1	1	15.008
2	34.595
3	43.022
4	49.84
5	51.938

Окончание таблицы 2.4

2	1	53.807
2	56.246
3	57.295
4	58.144
5	58.405
3	1	58.638
2	58.941
3	59.072
4	59.178
5	59.21

Построим кривую нагрева двигателя, рассчитанную по нагрузочной диаграмме и усредненную кривую нагрева по результатам расчета средних потерь.

Рисунок  2.2 – Диаграмма потерь и кривая нагрева.

2.5 Расчет механических характеристик двигателя

Механическими характеристиками АД  называют зависимости M=f(s) и n=f(M). Определим критическое скольжение, соответствующее максимальному моменту:

                                 (2.10)

Номинальная частота вращения:

                  (2.11)

об/мин

Номинальный момент на валу

                               (2.12)