С короткозамкнутым ротором серии 4 А

Методические указания к решению задач 8-17

Задачи данной группы относятся к теме «Электрические машины переменного тока». Для их решения необходимо знать устройство и принцип действия асинхронного двигателя и зависимости между элект­рическим величинами, характеризующими его работу.

Ряд возможных синхронных частот вращения магнитного поля ста­тора при частоте 50 Гц: 3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин и т. д. При час­тоте вращения ротора, например, 950 об/мин из этого ряда выбираем ближайшую к ней частоту вращения поля n₁= 1000 об/мин. Тогда можно определить скольжение ротора, даже не зная числа пар полюсов двига­теля:

S = = 0,05

Из формулы для скольжения можно определить частоту вращения ротора

n₁(I - s).

Таблица 20.

Технические данные некоторых асинхронных двигателей

Тип двигателя	Рном2, кВт	n2 об/мин	соs φном	In/Iном	Mn/Mном	Mmfx/Mном	ηном
4A100S2У3 4A100L2У3 4A112M2CУ3 4A132M2CУ3 4A80A4У3 4A90L4У3 4A100S4У3 4A100L4У3 4A112M4CУ31 4A132M4CУ31 4AP160S4У3 4AP160M4У3 4AP180S4У3 4AP180S4У3 4A250S4У3 4A250M4У3 4AН250M4У3 4A100L6У3 4AP160S6У3 4AP160М6У3 4AP180М6У3 4A250S6У3 4A250M6У3 4AН250M6У3 4A100L8У3 4AP160S8У3 4A250S8У3 4A250M8У3 4AН250M8У3 4A160S4/2У3   4A180S4/2У3   4A160M8/4У3   4A160S8/4У3	5,5 7,5 1,1 2,2 3,0 4,0 5,5 18,5 2,2 18,5 1,5 7,5 11 14,5 18,5 9 6	1460 1470 732 745	0,89 0,91 0,88 0,9 0,81 0,83 0,83 0,84 0,85 0,87 0,83 0,87 0,87 0,87 0,9 0,91 0,89 0,73 0,83 0,83 0,8 0,89 0,89 0,87 0,65 0,75 0,83 0,84 0,82 0,85 0,95 0,9 0,92 0,69 0,92 0,69 0,92	7,5 7,5 7,5 7,5 5,0 6,0 6,5 6,5 7,0 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 6,5 5,5 7,0 7,0 6,5 6,5 7,0 7,5 6,5 6,5 6,0 6,0 6,0 7,5 7,5 6,5 6,5 5,5 7,0 5,0 7,0	2,0 2,0 2,0 1,6 2,0 2,0 2,0 2,2 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,2 1,2 1,2 2,0 2,0 2,0 2,0 1,2 1,2 1,2 1,6 1,8 1,2 1,2 1,2 1,5 1,2 1,3 1,1 1,5 1,2 1,5 1,2	2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,0 2,2 2,2 2,2 2,0 2,0 2,5 1,7 2,2 1,7 1,7 2,0 2,1 2,0 1,8 1,8 2,0 2,0 2,0 2,0	0,86 0,87 0,87 0,88 0,75 0,8 0,82 0,84 0,85 0,87 0,8665 0,885 0,89 0,9 0,93 0,93 0,9335 0,81 0,855 0,875 0,87 0,92 0,92 0,93 0,74 0,86 0.9 0,91 0,92 0,85 0,83 0,883 0,85 0,79 0,865 0,765 0,84

В настоящее время промышленность выпускает асинхронные двига­тели с короткозамкнутым ротором серии 4 А мощностью от 0,06 до 400 кВт (табл. 20). Обозначение типа электродвигателя расшифровы­вается так: 4 - порядковый номер серии; А - асинхронный; X - алюминиевая оболочка и чугунные щиты (отсутствие буквы X означает, что корпус полностью выполнен из чугуна); В - двигатель встроен в оборудование; Н - исполнение защищенное 1Р23, для закрытых дви­гателей исполнения 1Р44 обозначение защиты не приводится; Р - двигатель с повышенным пусковым моментом; С - сельскохозяйствен­ного назначения; цифра после буквенного обозначения показывает высоту оси вращения в мм (100, 112 и т. д.); буквы S, М, L - после цифр - установочные размеры по длине корпуса (S - станина самая короткая; М – промежуточная; L - самая длинная); цифра после уста­новочного размера - число полюсов; буква У - климатическое ис­полнение (для умеренного климата); последняя цифра - категория раз­мещения: 1 - для работы на открытом воздухе, 3 - для закрытых неотапливаемых помещений.

В обозначениях типов двухскоростных двигателей после установоч­ного размера указывают через дробь оба числа полюсов, например 4А160S4/2УЗ. Здесь цифры 4 и 2 означают, что обмотки статора могут переключаться так, что в двигателе образуются 4 или 2 полюса.

Пример 14. Расшифровать условное обозначение двигателя 4А250S4УЗ.

Это двигатель четвертой серии, асинхронный, корпус полностью чугунный (нет буквы X), высота оси вращения 250 мм, размеры корпуса по длине S (самый короткий), четырехполюсный, для умеренного климата, третья категория размещения.

Пример 15. Трехфазный асинхронный электродвигатель с корот­козамкнутым ротором типа 4АР160S6УЗ имеет номинальные данные: мощность P_ном = 11 кВт; напряжение U_ном = 380 В; частота вращения ротора n₂=975 об/мин; к. п. д. η_ном= 0,855; коэффициент мощности соs η_ном =0,83; кратность пускового тока I_n/I_ном =7;кратность пуско­вого момента М_п/М_ном=2,0; способность к перегрузке М_mах/М_ном =2,2. Частота тока в сети f₁=50 Гц.

Определить: 1) потребляемую мощность; 2) номинальный, пусковой и максимальный моменты; 3) номинальный и пусковой токи; 4) номинальное скольжение; 5) частоту тока в роторе; 6) суммарные потери в двигателе. Расшифровать его условное обозначение.

Можно ли осуществить пуск двигателя при номинальной нагрузке, если напряжение в сети при пуске снизилось на 20%?

Решение. 1. Мощность, потребляемая из сети

P _ном / P₁ = η_ном. P₁ = P _ном / η_ном = 11/0,855= 12,86 кВт.

2. Номинальный момент, развиваемый двигателем:

M = 9,55 P_ном / n_ном = 9,55·11·1000/975= 107,7 Н·м.

3. Максимальный и пусковой моменты:

М_mах = 2,2M_ном = 2,2·107,7 = 237 Н·м;

М_n = 2М _ном = 2·107,7 = 215,4 Н·м.

4. Номинальный и пусковой токи:

I _ном =

I_n = 7,0 I _ном = 7,0·23,6= 165 А.

5. Номинальное скольжение

s _ном = =2,5%

6. Частота тока в роторе

f ₂ = f₁s = 50·0,025= 1,25 Гц.

7. Условное обозначение двигателя расшифровываем так: двигатель четвертой серии, асинхронный, с повышенным скольжением (буква Р), высота оси вращения 160 мм, размеры корпуса по длине S (самый корот­кий), шести полюсный, для умеренного климата, третья категория раз­мещения.

8. При снижении напряжения в сети на 20% на выводах двигателя остается напряжение 0,8 U_ном. Так как момент двигателя пропорциона­лен квадрату напряжения, то

Отсюда

М'_п = 0,64М_n = 0,64·215,4 =138 Н·м,

что больше М _ном = 107,7 Н·м. Таким образом, пуск двигателя возможен.

Пример 16. Каждая фаза обмотки статора трехфазного асинхрон­ного двигателя с фазным ротором имеет число витков w₁ = 150 и обмоточ­ный коэффициент k₀₁ = 0,97. Амплитуда вращающегося магнитного потока Ф_m = 0,006 Вб. Частота тока в сети f₁=50 Гц. Активное сопротивление фазы ротора R₂= 0,4 Ом, индуктивное сопротивление фазы неподвижного ротора х₂=4,2 Ом. При вращении ротора с частотой n₂=980 об/мин в фазе ротора наводится э. д. с. Е_2s=10 В. Определить: 1) э. д. с. Е₁. в фазе обмотки статора; 2) э. д. с. Е₂ в фазе неподвижного ротора; 3) ток в фазе ротора при нормальной работе 1₂ и при пуске I_2n.

Решение. 1. Э. д. с. в фазе статора

E₁ = 4,44k_о1w₁f₁Ф_m = 4,44·0,97·150·50·0,006 = 194 В.

2. При n₂=980 об/мин частота вращения поля n₁ может быть только1000 об/мин и скольжение ротора

s = =2,5%

3. Э. д. с. в фазе неподвижного ротора определяем из формулы

Е_2s=Е₂s, откуда Е₂=Е_2s/s = 10/0,02=500 В,

4. Ток в фазе ротора при пуске

I _2n =

5. Индуктивное сопротивление фазы ротора при скольжении s=0,02:

х_2s = х₂s = 4,2·0,02 = 0,084 Ом.

6.Ток в фазе вращающегося ротора

I₂ =

Таблица 21

Допускаемые токовые нагрузки (А) на алюминиевые провода и кабели

Сечение, мм^2	Провода	Кабели четырехжильные до 1000 В
открыто	в трубе	открыто	в трубе
2,5		-	-	-

Таблица 22

Тип машины	Uном, В	Рном, кВт	nном, об/мин	Iном, A	2p	Ra+Rдоб Ом	Rпс Ом	Rm Ом
Генераторы
П – 41   П – 51   П – 61 П – 41 П – 71 П – 72 П – 81 П – 82 П – 91		2,7 2,7 11,5		23,4 11,7 43,4 21,7 39,1 50,0 69,5		0,558 2,23 0,191 0,78 0,35 0,222 0,3 0,1745 0,1445 0,0863 0,0504	0,136 0,488 0,03 0,112 0,04 0,028 0,0115 0,00725 0,00475 0,00308 0,00304	68,8 69,5 27,2 35,8
Электродвигатели
П – 41   П – 41   П – 41     П – 41     П – 41		1,5 1,0 6,0 3,2 4,5 7,4 3,8 2,2 3,2 2,2 11,0 6,0 3,2 32,0 19,0 10,0 32,0 14,0		18,2 18,4 43,5 25,4 13,3 37,4 33,2 18,3		0,657 1,21 0,36 1,032 0,209 0,197 0,78 1,75 2,242 0,472 0,135 0,472 1,051 0,045 0,124 0,3 0,074 0,244	0,024 0,033 0,007 0,0328 0,0064 0,0085 0,0392 0,039 0,0073 0,0073 0,0044 0,0073 0,0044 0,00125 0,0046 0,0105 0,0026 0,01	73,2 45,2 45,2 60,5 76,8 95,5

Дата добавления: 2014-10-31