Исследование работы двигателя 4А100S4 при различных преобразователях напряжения и частоты с помощью DIMASDrive
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Тема: Исследование работы двигателя 4А100S4 при различных преобразователях напряжения и частоты с помощью DIMASDrive
Ход работы
Подготовка основных исходных данных для проведения расчета;
Таблица 1. Номинальные и обмоточные данные.
Таблица 2. Общие геометрические данные.
Для данного двигателя не выполняем расчет вентиляционных каналов ввиду их отсутствия в конструкции статора и ротора.
Таблица 3. Коэффициенты.
Полный расчет магнитных потерь не выполняем
Таблица 4. Геометрия паза статора
Таблица 5. Геометрия паза ротора.
Подготовка дополнительных исходных данных для проведения расчета.
Таблица 6. Общие исходные данные.
Выполняем полный тепловой расчет.
Таблица 7. Полный тепловой расчет.
Для данного двигателя независимый вентилятор в конструкции отсутствует.
Выполнение механического, акустического и вибрационного расчетов с помощью DIMASDrive
Таблица 8. Механический расчет.
Таблица 9. Вибрационный расчет.
Таблица 10. Акустический расчет.
Таблица 11. Данные, полученные с помощью ПО DIMASDrive.
ВеличинаЕдиницы измеренияДанные каталогаНоминальная мощность на валу, Р2кВт3Номинальный фазный ток, IфнА6,6Номинальное число оборотов, nоб/мин1434Номинальное скольжение, sо.е.0,044Максимальное превышение температуры обмотки статора, QmaxС80Плотность тока в обмотке статора, jА/мм27,1Номинальный момент на валуНм19,99Параметры Т-образной схемы замещения:Активное сопротивление обмотки статора, R1Ом2,39Индуктивное сопротивление обмотки статора, X1Ом2,58Приведенное активное сопротивление обмотки ротора, R2Ом1,36Приведенное индуктивное сопротивление обмотки ротора, X2Ом4,08Активное сопротивление ветви намагничивания, RмОмИндуктивное сопротивление ветви намагничивания, ХмОм72,47Коэффициент мощности при 100% нагрузке, cos ?0,82КПД при 100% нагрузке, ?80Кратность пускового тока, Kiп-6Кратность пускового момента Кмп-2Кратность максимального момента, Кмах-2,4Вибрационная скорость (эффективное значение)Мм/с1,8Акустический шумдБ70Тип подшипника и их динамическая грузоподъемность, СН21600Массакг20,09
Анализ полученных результатов, выводы.
Рисунок 1. Зависимости cos ? = f(n) для различных методах регулирования.
Исследуемые методы (рис.1) дают кривые, подобные синусоиде, однако для метода регулирования ТПН-ФР ограничен диапазон частот вращения с 500 до 1400 об/мин, тогда как для методов АИН-ШИМ и АИТ-АР этот диапазон лежит в пределах от 100 до 1600 об/мин.
Однако, метод ТПН-ФР позволяет достичь в диапазоне 500ч1100 об/мин значения , тогда как методы АИТ-АР и АИН-ШИМ достигают данного значения в диапазоне частот вращения 1100ч1600 об/мин.
Для метода ТПН-ФР как видно из графика характерна некоторая неустойчивость, резкое изменение характера кривой в диапазоне 1400ч1500 об/мин, тогда как методы АИТ-АР и АИН-ШИМ имеют устойчивую и плавную кривую для всего диапазона частот.
Рисунок 2. Зависимость I1 = f(n) для различных методов регулирования.
Рис. 2 дает четкое представление о том, при каком из методов регулирования потери в приводе будут больше. Однозначно можно сказать, что метод ТПН-ФР не будет отличаться экономичностью, особенно в пределах частот 800ч1400 об/мин.
Также и регулирование изменением тока сети для данного метода будет возможно в более узком диапазоне, нежели для методов АИТ-АР и АИН-ШИМ, токовые характеристики которых достаточно однотипны и близки, имеют плавный характер и достаточно широкий диапазон регулирования.
Рисунок 3. Зависимость Qc = f(n) для различных методов регулирования.
Данные зависимости напрямую связаны с токовыми характеристиками рассматриваемых методов регулирования на рис. 2. Поскольку именно ток определяет потери электрической системы, то и тепловые потери, вызванные нагреванием частей АД определяются токовой составляющей, а, значит, и температура системы в целом. Прекрасной демонстрацией того, насколько и в пределах каких частот экономичен каждый из методов регулирования предоставляет рис.3. Метод ТПН-ФР явно проигрывает в данном аспекте методам АИТ-АР и АИН-ШИМ, разность максимальных температур составляет порядка 60єС, а пиковая разность при частоте вращения 1200 об/мин составляет 140-150єС.
Кроме этого, изменение температуры для метода ТПН-ФР носит жесткий скачкообразный характер, тогда как для методов АИТ-АР и АИН-ШИМ характер изменения плавно возрастающий.
Можно сделать вывод о том, что для метода ТПН-ФР АД должен иметь класс нагревостойкости F или Н, а для методов АИТ-АР и АИН-ШИМ можно использовать АД с классом нагревостойкости B.
Рисунок 4. Зависимости ? = f(n) для различных методов регулирования.
Методы ТПН-ФР, АИТ-АР и АИН-ШИМ имеют приблизительно одинаковый диапазон КПД от 0,6 до 0,9, но ТПН-ФР в более узком диапазоне частот. В диапазоне частот 1000ч1200 об/мин метод ТПН-ФР имеет минимальный значения КПД, это объясняется большим значением тока (рис. 2) и температуры (рис. 3) т.е. большим уровнем потерь в данном диапазоне частот.
Рисунок 5. Зависимость P1 = f(n) для различных методов регулирования.
Мощность электропривода плавно возрастает с увеличением частоты при всех методах регулирования, но для метода ТПН-ФР эта зави?/p>