Строительство дач
Отделочные работы
Песок карьерный мытый
Щебень известняковый
Гранитный щебень
Коттеджные поселки
Ландшафтное проектирование
Архитектурное проектирование
Проектирование канализации
Реконстукция зданий

СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Расчет на запуск асинхронного двигателя


Расчет запуска и потери асинхронного двигателя - Новости

Запуск асинхронного двигателя

Основными задачами при запуске асинхронного двигателя являются:

  1. Для работы с высоким пусковым током
  2. Для достижения высокого пускового момента.

Как известно, сопротивление ротора определяет пусковой момент. Обычно это сопротивление ротора невелико, обеспечивая небольшой пусковой момент, но хорошие рабочие условия. Таким образом, двигатель с короткозамкнутым ротором может работать только при низких пусковых нагрузках.

Расчет запуска и потери асинхронного двигателя

Если сопротивление ротора некоторым образом увеличивается, тогда скольжение и скорость, с которой происходит максимальный крутящий момент, могут быть сдвинуты. Для этой цели в роторном контуре может быть введено внешнее сопротивление, которое выполняется в случае моторов скольжения или двигателей с роторным ротором.

Когда питание подается на стационарный ротор, начинает течь чрезмерный ток .

Это происходит из-за того, что между обмоткой статора и обмоткой ротора существует трансформаторное действие, а проводники ротора закорочены. Это вызывает сильный ток через ротор. Если при уменьшении этого тяжелого пускового тока уменьшается напряжение пускового напряжения, оно также влияет на пусковой момент.

Способы запуска двигателя

Чтобы получить все, обычно используется следующий метод запуска:

  1. Начало DOL
  2. Запуск автоматического трансформатора
  3. Стар-дельта начинается.

Расчет потерь

Ниже приведены потери в асинхронном двигателе:

  1. Потеря сердечника в статоре и роторе
  2. Потери меди из статора и ротора
  3. Трение и потери мощности.

Потери основного тока связаны с основными и потоками утечек. Поскольку напряжение считается постоянным, потери в сердечнике также могут быть аппроксимированы как константа. DC может измерять сопротивление статора. Гистерезис и потеря вихревых токов в проводниках повышают сопротивление, а эффективное сопротивление достигается в 1, 2 раза от сопротивления постоянного тока.

Потери меди в роторе вычисляются путем вычитания потерь мешалки статора из общей измеренной потери или потери ротора I 2 R. Потери трения и потери мощности можно считать постоянными, независимо от нагрузки.

  • Эффективность = выход ротора / вход статора
  • Выход = вход - потери

Пример с расчетами

Рассмотрим трехфазный 440 В, 50 Гц, шестиполюсный асинхронный двигатель. Двигатель потребляет 50 кВт при 960 об / мин для определенной нагрузки. Предположим, что потери статора 1 кВт и потери на трение и обмотку 1, 5 кВт.

Чтобы определить процентное скольжение, потерю медной массы ротора, выход ротора и эффективность двигателя, выполните следующую функцию:

Расчет времени запуска двигателя в первом приближении

Операции запуска двигателя

Проблемы, связанные с операциями запуска двигателя, в основном связаны с типом двигателя, который предлагает определенный рабочий крутящий момент двигателя «C M », с модальностью запуска и с подключенной нагрузкой, которая имеет определенный крутящий момент нагрузки «C .

Расчет времени запуска двигателя в первом приближении (фоторепортаж: c-var.com)

Необходимый начальный крутящий момент «C a » можно выразить как:

C a = C M - C L

и должны быть хорошо откалиброваны, чтобы предотвратить слишком низкое значение, чтобы запуск не был слишком длинным и тяжелым - что вызывает риск повышения температуры для двигателя - или из-за слишком высокой нагрузки на соединения или рабочие машины ,

Общая кривая вышеупомянутых величин показана на Рисунок 1 ниже.

Концепция времени запуска двигателя «ta» может быть связана с этой концепцией надлежащим образом откалиброванного запуска и может быть оценена с учетом концепций, связанных с динамикой движения, а также путем введения упрощающих гипотез, которые, однако, позволяют оценить с помощью хорошее приближение.

Рисунок 1 - Типичные кривые крутящего момента

Можно связать момент ускорения, выраженный в виде разницы между рабочим моментом двигателя и моментом нагрузки, с моментом инерции двигателя «J M » загрузить «J L » и на угловую скорость двигателя, чтобы получить следующую формулу:

, где выражение «dω» принимает следующую форму:

, и это получается путем дифференцирования хорошо известного выражения для угловой скорости двигателя:

С помощью простых математических операций и применения метода интегрального исчисления можно сделать неизвестное количество «ta» явным с помощью следующего выражения:

Чтобы выразить значение момента ускорения, необходимо ввести несколько упрощений:

Первое из состоит в рассмотрении среднего значения рабочего момента двигателя, которое выражается как:

C M = 0.45 x (C с + C макс. )

, где C S представляет пусковой момент , а C макс. максимальный крутящий момент ;

Второй касается крутящего момента, вызванного нагрузкой, и который можно исправить, применив коэффициент умножения KL, связанный с типологией нагрузки, как показано в таблице 1 ниже.

Таблица 1 - Значения коэффициента K L

Тип сопоставимых грузов
Коэффициент нагрузки Лифт Вентиляторы Поршневые насосы Маховик
K L 1 0.33 0,5 0

Для лучшего понимания значимости коэффициента K L мы сопоставляем с типом нагрузки, указанным в таблице, момент, характеризующий начальную фазу нагрузки, с помощью следующих допущений:

  • Лифт = постоянный момент нагрузки при ускорении
  • Вентиляторы = крутящий момент нагрузки с квадратичным увеличением во время ускорения
  • Поршневые насосы = крутящий момент нагрузки с линейным увеличением при ускорении
  • Маховик = крутящий момент при нулевой нагрузке.

С этими допущениями, момент ускорения может быть выражен как :

Эти гипотезы позволяют получить время запуска двигателя с помощью следующей формулы

Время запуска позволяет определить, должен ли быть реализован нормальный или тяжелый запуск, и правильно выбрать устройства защиты и коммутации. Указанные выше параметры, относящиеся к двигателю, указаны производителем двигателя.

В качестве примера в Таблице 2 ниже приведены значения, которые эти параметры могут принимать для трехфазных асинхронных двигателей общего пользования и обычно присутствующие на рынке. Очевидно, что параметры, относящиеся к нагрузке, характеризуют каждое отдельное приложение и должны быть известны разработчику.

Таблица 2 - Типичные значения некоторых электрических и механических параметров трехфазного асинхронного двигателя

Таблица 2 - Типичные значения некоторых электрических и механических параметров трехфазного асинхронного двигателя (CLICK TO ENLARGE)

Расчет времени запуска двигателя

Ссылаясь на данные вышеприведенной таблицы, здесь приведен пример расчета времени запуска двигателя в соответствии с теоретической обработкой , разработанной ранее .

Трехфазный асинхронный двигатель - 4 полюса Частота 160 кВт
Частота 50 Гц
Номинальная скорость 1500 об / мин
Скорость при полной нагрузке 1487 об / мин
Момент инерции двигателя J M = 2,9 кг 2
Момент инерции груза J L = 60 кг 2
Момент нагрузки C L = 1600 Нм
Номинальный крутящий момент двигателя C N = 1028 Нм
Пусковой момент C с = 2467 Нм (C с = 2.4 х 1028)
Макс. крутящий момент C макс. = 2981 Нм (C макс. = 2,9 x 1028)
Нагрузка с постоянным крутящим моментом K L = 1

C в соответствии с = 0,45 · (C S + C макс. ) - K L · C L = 0,45 · (2467 + 2981) - (1 · 1600) = 851,6 Нм

, из которых
т a = (2 · π · 1500 · (2.9 + 60)) / 60 · 851,6 = 11,6 с

Нагрузка с квадратичным нарастающим крутящим моментом K L = 0,33

C в соответствии с = 0,45 · (C S + C макс. ) - K L · C L = 0,45 · (2467 + 2981) - (0,33 · 1600) = 1923,6 Нм

, из которых
т a = (2 · π · 1500 · (2,9 + 60)) / 60 · 1923,6 = 5,14 с

Для обеих типов нагрузок предполагаемое время запуска двигателя соответствует инструкциям производителя относительно максимального времени, допустимого для запуска DOL .Эта индикация также может быть принята как подсказка для правильной оценки выбранного устройства теплозащиты.

Ссылка // Трехфазные асинхронные двигатели: общие положения и предложения по согласованию защитных устройств - ABB

,

однофазный асинхронный станок - MATLAB & Simulink

В этом примере показана работа однофазного асинхронного двигателя в режимах конденсаторный запуск и конденсаторный запуск.

H. Ouquelle и Louis-A.Dessaint (Ecole de technologie superieure, Montreal)

Описание

В этой модели используются два однофазных асинхронных двигателя соответственно в режимах конденсаторный запуск и конденсаторный запуск, чтобы сравнить их рабочие характеристики, такие как крутящий момент, пульсация крутящего момента, КПД и коэффициент мощности.Два двигателя рассчитаны на 1/4 л.с., 110 В, 60 Гц, 1800 об / мин., И они питаются от однофазного источника питания 110 В. Они имеют идентичные обмотки статора (основной и вспомогательной) и короткозамкнутые роторы.

Двигатель 1 Двигатель работает в режиме запуска конденсатора. Его вспомогательная обмотка, включенная последовательно с пусковым конденсатором 255 мкФ, отключается, когда его скорость достигает 75% от номинальной скорости. Пусковой конденсатор используется для обеспечения высокого пускового момента.

Двигатель 2 работает в режиме запуска конденсатора.В этом режиме работы используются два конденсатора: конденсаторы запуска и пуска. В течение начального периода вспомогательная обмотка также соединена последовательно с конденсатором 255 мкФ, но после достижения скорости отключения вспомогательная обмотка остается подключенной последовательно с рабочим конденсатором 21,1 мкФ. Это значение конденсатора оптимизировано для уменьшения пульсаций крутящего момента. Мотор работает эффективно с высоким коэффициентом мощности.

Два двигателя сначала запускаются без нагрузки, при t = 0. Затем в момент времени t = 2 с, когда двигатели достигли стационарного режима, a 1 Н.м крутящий момент (номинальный крутящий момент) внезапно применяется на валу.

Simulation

Запустите симуляцию. Блок Scope отображает следующие сигналы для пускового двигателя конденсатора (желтые кривые) и двигателя с конденсаторным двигателем (пурпурные кривые): общий ток (основная + вспомогательная обмотка), ток главной обмотки, ток вспомогательной обмотки, напряжение конденсатора, частота вращения ротора и электромагнитный момент. Механическая мощность, коэффициент мощности и КПД двигателя 1 и двигателя 2 рассчитываются внутри подсистемы обработки сигналов и отображаются в 3 блоках дисплея.

В течение начального периода, пока разъединитель остается замкнутым (от t = 0 до t = 0,48 с), все формы сигналов идентичны. После размыкания переключателя наблюдаются различия, как описано ниже.

1. Запуск конденсатора:

Соблюдайте пульсации момента 120 Гц, которые вызывают механические колебания ротора 120 Гц и снижают КПД двигателя. Пиковая пульсация крутящего момента составляет около 3 Н или 300% от номинальной нагрузки, когда двигатель работает без нагрузки.Обратите внимание, что пусковой конденсатор остается заряженным при пиковом напряжении, когда вспомогательная обмотка выключена.

2. Запуск конденсатора:

Обратите внимание, что пульсации крутящего момента существенно уменьшены. Значение рабочего конденсатора оптимизировано для минимизации пульсаций крутящего момента при полной нагрузке. Величина пульсаций крутящего момента составляет 2 Нм от пика до пика (200% от номинального крутящего момента) без нагрузки, тогда как при полной нагрузке она составляет всего 0,04 Нм от пика до пика (4% от номинального крутящего момента). Коэффициент мощности и КПД при полной нагрузке (соответственно, 90% и 75%) выше, чем у двигателя с конденсатором (соответственно, 61% и 74%).

асинхронный двигатель | Двигатель переменного тока

Асинхронный двигатель - это электродвигатель с питанием от переменного тока. Следовательно, это то, что мы называем двигателем переменного тока. Этот тип двигателя также известен как асинхронный двигатель.

Асинхронный двигатель основан на токах, индуцированных в роторе от вращающегося магнитного поля статора. Вот почему это называется индукционная машина. Чтобы иметь возможность индуцировать электрический ток в роторе, необходимо, чтобы ротор подвергался изменению магнитного потока, генерируемого статором на частоте мощности, или синхронизм, ротор размагничивается, когда он достигает синхронизма, так как не видит изменения магнитного потока.По этой причине двигатель вращается с другой скоростью, чем поле статора, и поэтому вращается асинхронно.

Асинхронные или асинхронные двигатели, будучи надежными и дешевыми, являются наиболее широко используемыми двигателями в отрасли. В этих двигателях вращающееся поле имеет синхронизацию скорости в соответствии с частотой питающей линии.

Асинхронный двигатель является наиболее распространенным типом электродвигателя. В частности, трехфазный асинхронный двигатель является наиболее часто используемым типом двигателя в промышленности.Этот успех обусловлен главным образом следующими причинами:

  • По сравнению с другими электродвигателями той же мощности их стоимость ниже.
  • Это очень простые двигатели с большим удобством обслуживания.
  • Асинхронный двигатель имеет лучшие характеристики по сравнению с однофазным двигателем. По этой причине однофазный двигатель отнесен к мелким бытовым приборам и приборам.

Важной особенностью асинхронных электродвигателей является то, что вы не можете постепенно изменять скорость или, следовательно, мощность.Рабочая скорость асинхронных двигателей зависит от частоты питания и количества полюсов.

Типы асинхронных двигателей

Классификация между различными типами асинхронных двигателей зависит от напряжения переменного тока, который используется:

  • Трехфазный асинхронный двигатель. Этот тип двигателя использует ток 400 вольт.
  • Однофазный асинхронный двигатель. Этот тип двигателя использует ток 230 вольт.

Для трехфазного асинхронного двигателя его можно запустить разными способами: звезда-треугольник, с преобразователем частоты, сопротивлениями статора или роторными резисторами.В зависимости от характеристик двигателя.

Трехфазный двигатель - это надежный двигатель, для которого не требуется переключатель. Большинство трехфазных асинхронных двигателей имеют сбалансированную нагрузку. Это двигатели, которые потребляют то же самое в трех фазах, независимо от того, соединены они в звезду или треугольник. Напряжения в каждой фазе в этом случае равны результату деления линейного напряжения на корень из трех. Например, если линейное напряжение составляет 400 вольт, то напряжение каждой фазы составляет 230 вольт.

Двигатель с короткозамкнутым ротором

Двигатель с короткозамкнутым ротором представляет собой тип асинхронного двигателя. В типе электродвигателя ротор состоит из ряда стержней, расположенных в канавках венца ротора, соединенных на своих концах с двумя кольцами. Начальный крутящий момент небольшой, а интенсивность, которую они поглощают, высокая.

Подавляющее большинство асинхронных двигателей являются короткозамкнутыми.

Роторный роторный двигатель

Роторный роторный двигатель представляет собой тип электродвигателя переменного тока. В этом типе двигателя в канавки венца ротора вставлены обмотки, соединенные общей точкой.Двигатель этого типа имеет несколько медных колец, называемых контактными кольцами, которые вращаются с валом, соприкасающимся с ним, и некоторыми щетками, которые позволяют соединять обмотки ротора с внешней стороной.

Преимущество намотанного ротора состоит в том, что они допускают постепенный пуск с помощью резисторов ротора, в настоящее время при использовании электростартеров и инверторов они не нужны и их производство очень ограничено.


Смотрите также

Поиск