Насосная станция с частотным управлением
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ент полезного действия передаточного механизма =1.
По величине Р подбирают ближайший больший по мощности комплектующий двигатель, при этом может быть использован любой тип двигателя с соответствующей мощностью и частотой вращения, и соответствующий вышеперечисленным требованиям. Частота вращения, требуемая для насоса - 2960 об/мин. Выбран двигатель 5AH 280 B2, удовлетворяющий всем вышеперечисленным требованиям.
7 Расчет и построение механической характеристики двигателя 5АН280В2
Рассчитаем и построим механическую характеристику выбранного асинхронного двигателя. Под механической характеристикой принято понимать зависимость частоты вращения ротора в функции от электромагнитного момента n = f(M). Эту характеристику можно получить, используя зависимость M = f(S) и пересчитав частоту вращения ротора при разных значениях скольжения [9, 10].
Т.к. , то , где - частота вращения магнитного поля.
. (7.1)
Точка идеального холостого хода с координатами 0 и:
, (7.2)
где р - число пар полюсов машины;
f - частота сети.
Точка номинальной скорости и момента с координатами и :
; (7.3)
, (7.4)
где - скорость вращения магнитного поля (скорость идеального холостого хода);
- номинальное скольжения, для двигателя 5AH 280 B2;
- номинальная мощность двигателя, для двигателя 5AH 280 B2 .
Точка критического момента и скольжения с координатами и :
; (7.5)
; (7.6)
, (7.7)
где - номинальный момент на валу двигателя;
- перегрузочная способность двигателя в относительных единицах;
- скорость вращения магнитного поля (скорость идеального холостого хода);
- критическое скольжения, для двигателя 5AH 280 B2.
Точка пускового момента и нулевой скорости с координатами 0, :
,(7.8)
где - кратность пускового момента в относительных единицах;
- номинальный момент на валу двигателя.
Для построения естественной механической характеристики воспользуемся программой Mathcad. Для построения характеристики необходимо ввести функцию, шаг функции. Шаг примем равным 0,0001 для получения более точной характеристики. Характеристику будем строить по функции:
, (7.9)
где - число пар полюсов;
- число фаз двигателя;
- номинальное фазное напряжение обмотки статора;
- скольжение, в программе МАТКАД задается шагом в пределах от 0 до 1;
- частота вращения ротора на холостом ходу;
- коэффициент, связывающий параметры двигателя в Т и Г-образной схемах замещения;
- активное сопротивление фазы статора;
- активное сопротивление фазы ротора;
- реактивное сопротивление фазы статора;
- реактивное сопротивление фазы статора.
Для построения естественной механической характеристики также необходимо знать активные и реактивные сопротивления фаз статора и ротора. Рассчитаем их по следующей методике [9]:
Паспортные данные двигателя, необходимые для расчета сопротивлений:
- номинальная выходная мощность Р2н=200 кВт,
номинальное фазное напряжение обмотки статора U1н=380 В,
номинальная частота тока f1=50 Гц,
номинальный коэффициент полезного действия ?н= 94.3 %,
номинальный коэффициент мощности статорной обмотки сos?=0.89,
номинальное скольжение ротора Sн= 1.4 %,
критическое скольжение ротора Sk= 6.3 %,
число пар полюсов: р=1,
число фаз: m=3,
скорость холостого хода: n1=3000 об/мин,
параметры Г-образной схемы замещения, которая представлена на рисунке 7.1, в режиме короткого замыкания в относительных единицах:
в номинальном режиме [11]:
R`1*=0.021, X`1*=0.092, R``2*=0.014, X``2*=0.12, Xm*=4.4.
Рисунок 7.1 - Г-образная схема замещения
По известным паспортным данным асинхронного двигателя и параметрам Г-образной схемы замещения рассчитываются параметры Т-образной схемы замещения, которая представлена на рисунке 7.2.
Рисунок 7.2 - Т-образная схема замещения
Номинальный фазный ток статора
А. (7.10)
Базисное значение сопротивления
Ом. (7.11)
Угловая частота тока
с-1. (7.12)
Реактивное сопротивление рассеяния статора в относительных единицах
Х1*=. (7.13)
Коэффициент, связывающий параметры машины в Т и Г-образной схемах замещения
. (7.13)
Реактивное сопротивление рассеяния фазы статора
Ом. (7.14)
Активное сопротивление фазы статора
Ом. (7.15)
Реактивное сопротивление рассеяния фазы ротора
Ом. (7.16)
Активное сопротивление фазы ротора
Ом. (7.17)
После получения всех необходимых величин, вводим в программе Mathcad эти данные и строим по ним естественную механическую характеристику, которая представлена на рисунке 7.3.
Рисунок 7.3 - Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя
После получения естественной механической построим искусственные механические характеристики асинхронного двигателя 5А280В2 для разных частот вращения. Как уже было сказано выше, двигатель будет управляться преобразователем частоты по закону U/f=const. При таком законе управления искусственные характеристики асинхронного двигателя проходят параллельно и ниже естественной при более низких частотах. Но критический момент при уменьшении частоты незначительно уменьшается. Это связано с тем, что при малых частотах, когда относительное падение напряжения на акти?/p>