Файл: Raschyotka_14 - копия.docx

1. В соответствии с номером «14» электродвигатель выбирается из таблицы 1

Электродвигатель: АО2–22–4

Р_н = 1,5 кВт; КПД = 80%; Cos = 0,81; Ki= 5; µп=1,8; µк = 2,2;

n_н = 1465 мин;n₀= 1500 мин

А – вид двигателя (асинхронный);

О – закрытого обдуваемого исполнения со станиной и щитами из чугуна;

2 – обозначение новой серии;

2– порядковый номер габаритного размера;

2 –маркировка длины сердечникастатора;

4 – полюса.

Дать определения:

Р_Н – это номинальная мощность электродвигателя, 1,5 кВт;

КПД – это отношение полезной механической мощности, развиваемой; электродвигателем, к электрической мощности, потребляемой из сети и определяется по формуле:

,

Cos – это коэффициент мощности

Ki – это кратность пускового тока – отношение начального пускового тока к номинальному току двигателя;

µп – это кратность пускового момента – отношение пускового к номинальному моменту двигателя ;

n_н – это номинальная частота вращения ротора, мин^-1;

n₀ – это частота вращения магнитного поля статора.

µ_к -

В соответствии с номером «14» выбирается из таблицы метод определения «начала» и «конца» фазных обмоток элек­тродвигателя.

Маркировка концов, т.е. определение «начал» и «концов» фаз обмотки, определяется методом трансформации (см. рис.). При этом соединяют две любые фазы обмотки последовательно и подключают их в сеть переменного тока на пониженное напряжение, а к свободной фазе подключают электрическую лампочку или вольтметр и замеряют показания вольтметра или степень накала лампочки.

Если вольтметр дает показания или лампочка загорается ярко, то это соответствует соединению между собой двух разноименных выводов («конец» с «началом» или «начало» с «концом»). Если лампочка имеет слабый накал или показания вольтметра отсутствуют (либо малы), то это

---

соответствует соединению между собой двух одноименных выводов фаз («конец» с «концом» или «начало» с «началом»). Следовательно, можно нанести на две последовательные фазы обмотки маркировку («н» - начало, «к» - конец), при этом безразлично, которые из них назвать началами, которые – концами. Для маркировки третьей фазы обмотки нужно повторить опыт, соединив последовательно немаркированную фазу обмотку с любой маркированной. Чтобы избежать перегрева обмотки, этот опыт нужно проводить быстро (в течение 10…15 с).

Рис. Определение начала и концов фазных обмоток

Расчет механической характеристики электродвигателя

Определение номинального момента двигателя производится по формуле:

(1)

2. В соответствии с номером «14» из таблицы 3 выбирается загрузка электродвигателя и время его работы.

Р₁=10%; Р₂=0%; Р₃=39%; Р₄=30%; Р₅=15%; Р₆=60%; Р₇=0%; Р₈=110%; Р₉=105%; Р₁₀=40%.

t1=20; t₂=50; t₃=150; t₄=60; t₅=35; t₆=65; t₇=140; t₈=30; t₉=50; t₁₀=20.

Фактическая мощность рассчитывается по формуле:

(7)

где

Р_факт – фактическая мощность на валу электродвигателя на временном интервале t_n, кВт;

Р_ном – номинальная (паспортная) мощность электродвигателя, кВт;

– мощность электродвигателя в % от номинальной на вре­менном интервале t_n, кВт.

Таблица 2 - Расчетные данные нагрузочной диаграммы двигателя, кВт

Pn	10	0	39	30	15	60	0	110	105	40
Pфакт	0,15	0	0,58	0,45	0,22	0,9	0	1,65	1,57	0,6
С	20	70	220	280	315	380	520	550	600	620

---

Эквивалентная мощность электродвигателя для данного графика загрузки рассчитывается по формуле:

(8)

Коэффициент загрузки электродвигателя для данного графика нагрузок определяется по формуле:

(9)

Вывод: Данный двигатель по мощности используется не эффективно, т.к. его загрузка не превышает 38,6 % номинальной.

3. В соответствии с номером «14» из таблицы 4 выбирает­ся способ пуска электродвигателя: U=380 К_е=1,5

Рис. 4. Схема запуска при помощи автотрансформатора

Автотрансформаторный пуск (рис. 2) проводят в следующем порядке. Включают выключатель B₃, при этом образуется схема автотрансформатора, затем включают выключатель В₁, и на зажимы двигателя подается пониженное напряжение:

(10)

где U – напряжение, подаваемое на двигатель после автотрансформатора;

U₁ - напряжение питающей сети (условно отнесенное к фазе; это относится и к другим величинам);

k_e— коэффициент трансформации автотрансформатора. Двигатель запускается, причем начальный пусковой ток, в соответствии с уменьшением напряжения в k_e раз, уменьшится также в k_e раз по сравнению с током при прямом пуске:

(11)

Считая пусковую мощность и со стороны двигателя, и со стороны сети одинаковой, имеем:

, (12)

где I_Х — пусковой ток сети.

После разворота двигателя выключатель В₃ выключается. Двигатель оказывается присоединенным к сети через реактивное сопротивление, которым является обмотка автотрансформатора, что снижает толчок тока при переключении. После включения выключателя В₃ автотрансформатор шунтируется, и двигатель оказывается присоединенным непосредственно на напряжение сети U_л..

---

Начальный пусковой момент при автотрансформаторном пуске по сравнению с начальным моментом при прямом пуске уменьшается в соответствии со снижением подводимого к двигателю напряжения:

(13)

где М_ат.— начальный пусковой момент при пуске через автотрансформатор;

М_пр.— начальный пусковой момент при прямом пуске.

Этот способ пуска, как и предыдущий, возможен лишь в тех случаях, когда момент сопротивления рабочей машины при пуске невелик.

Так как полная мощность на зажимах двигателя уменьшается в k_e раз по сравнению с мощностью при прямом пуске, то автотрансформаторный пуск сравнительно экономичен.

Недостатком этого способа является усложнение схемы и удорожание за счет пусковой аппаратуры. Рассчитывают пусковые автотрансформаторы на кратковременную работу.

Мощность потребляемая электродвигателем из сети рассчитыва­ется по формуле:

кВт (14)

Номинальный ток электродвигателя определяется по формуле:

(15)

Пусковой ток электродвигателя при прямом пуске определяется по формуле:

(16)

Пусковой ток при пуске с помощью автотрансформатора уменьшится в К_е=1,5 раза и будет равен 3,5 А.

Пусковой момент будет равен

---

4. В соответствии с номером «14» из таблицы 5 выбирает­ся задание по пускорегулирующей аппаратуре.

Дистанционное управление, максимальная, мини­мальная, нулевая и тепловая защиты.

Условия задания могут быть выполнены с применением магнит­ного пускателя ПМЕ - 112 в совокупности с автоматическим выключателем АК50 - ЗМ на номинальный ток 2,3 А (с последую­щей настройкой на номинальный ток электродвигателя).

Схема управления электродвигателем посредством магнитного пускателя ПМЕ - 112 и автоматического выключателя АК50 – ЗМ

Пускатели серии пме

Устройство. Внутри корпуса пускателя (рис. 1) размещена электромагнитная система, включающая в себя неподвижную Ш-образную часть сердечника 7 и обмотку 6, намотанную на катушку. Сердечник набран из изолированных друг от друга (для уменьшения потерь от вихревых токов) листов электротехнической стали. Подвижная часть сердечника 5 (якорь) соединена с пластмассовой траверсой 4, на которой смонтированы контактные мостики 2 с подвижными контактами. Плавность замыкания контактов и необходимое усилие нажатия обеспечиваются контактными пружинами 1. Неподвижные контакты припаяны к контактным пластинам 3, снабженным винтовыми зажимами для присоединения проводов внешней цепи. Кроме главных контактов, пускатели имеют дополнительные (блокировочные) контакты 8, расположенные на боковых поверхностях аппарата. Главные контакты закрыты крышкой, защищающей их от загрязнения, случайных прикосновений и междуфазных замыканий.

Принцип действия

Принцип действия пускателя заключается в следующем: при включении пускателя по катушке проходит электрический ток, сердечник намагничивается и притягивает якорь, при этом главные контакты замыкаются, по главной цепи протекает ток. При отключении пускателя катушка обесточивается, под действием возвратной пружины якорь возвращается в исходное положение, главные контакты размыкаются.

При отключении магнитного пускателя вследствие перебоев в электроснабжении размыкаются все его контакты, в том числе и вспомогательные. При появлении напряжения в сети пускатель не включается до тех пор, пока не будет нажата кнопка "Пуск". То же происходит, если напряжение в сети снижается до 50-60% номинального.

---