Исследования рабочих и механических характеристик 3-х фазного асинхронного двигателя

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Произвести моделирования электрической схемы в программе Multisim и получить рабочие и механические характеристики асинхронного двигателя. Расчётным путём вычислить параметры электрической схемы замещения по номинальным данным исходного асинхронного двигателя (см. табл. 1.1). Кафедра электротехники и электротехнических систем Расчетно-графическая работа по дисциплине «Электроника… Читать ещё >

Исследования рабочих и механических характеристик 3-х фазного асинхронного двигателя (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Кафедра электротехники и электротехнических систем Расчетно-графическая работа по дисциплине «Электроника и электротехника»

на тему: Исследования рабочих и механических характеристик 3х фазного асинхронного двигателя Выполнил: студент группы АВ-08−1

Струков Иван Сергеевич Проверил: кандидат технических наук Мугалимов Риф Гарифович г. Магнитогорск 2010 г.

1. Условие задачи

Цель работы:

Экспериментально получить и построить рабочие и механические характеристики асинхронного двигателя проанализировать полученные зависимости сделать выводы по лабораторной работе.

Программа:

1. Изучить электрическую схему замещения 3х фазного асинхронного двигателя.

2. Расчётным путём вычислить параметры электрической схемы замещения по номинальным данным исходного асинхронного двигателя (см. табл. 1.1).

3. В программе Multisim составить электрическую схему замещения асинхронного двигателя для его одной фазы.

4. Произвести моделирования электрической схемы в программе Multisim и получить рабочие и механические характеристики асинхронного двигателя.

Таб. 1.1-Номинальные данные 3хфазного асинхронного двигателя (Тип 4А 225-M4


P2H, кВт	Н	cosН	xm	R1	x1	R'2	x'2	f, Гц	P	U1H, В	KR1	KX1	KZm
	0,925	0,9	4,2	0,027	0,086	0,015	0,14				1,3	0,7	1,8

2. Расчёт параметров моделирования для трехфазного асинхронного двигателя

Произведём по данным из табл. 1.1 расчёт параметров электрической схемы замещения 3х фазного асинхронного двигателя (рис 2.1).

Рисунок 2.1- Схема замещения3х фазного асинхронного двигателя

Определим номинальный ток 3х фазного асинхронного двигателя.

Определим общее сопротивление.

Определим активное и индуктивное сопротивление ветви намагничивания:

Определим активное и индуктивное сопротивление обмотки статора:

Определим активное и индуктивное сопротивление ротора:

Синхронная скорость вращения двигателя:

Угловая частота вращения магнитного поля статора:

Сопротивление нагрузки:

Вращающий момент двигателя:

Угловая частота вращения магнитного поля ротора:

КПД двигателя:

Скорость вращения ротора:

Результаты вычислений по формулам занесены в таблицу — 2.1 в соответствующие колонки.

3. Моделирование работы 3х фазного асинхронного двигателя в программе Multisim

Произведём моделирования работы 3х фазного асинхронного двигателя в программе Multisim по заранее определённым активным и индуктивным сопротивлениям обмотки статора и ротора. В результате моделирования получим (рис. 3.1) таблицу значений (таблица 2.1).

Рисунок 3.1-Схема моделирования

Таблица 2.1- Параметры схемы замещения одной фазы асинхронного двигателя и результаты моделирования


Измерено	Вычислено
I1, А	А	IM, A	UM, В	P1, Вт	P2, Вт	RH, Ом	M, Нм	щ2, с-1	з, о.е.	cosц	n2, об/мин
45,37	35,40	26,04	213,34	23 136,00	22 530,00	5,99	0,71	72,11	312,43	0,92	0,77
76,57	69,22	25,72	210,62	44 661,00	43 125,00	3,00	0,85	138,73	310,86	0,97	0,88
107,17	101,22	24,26	207,45	64 440,00	61 482,00	2,00	0,87	198,78	309,29	0,95	0,91
138,11	131,10	24,91	203,90	82 122,00	77 358,00	1,50	0,85	251,39	307,72	0,94	0,90
166,35	158,72	23,34	200,21	97 563,00	90 711,00	1,20	0,83	296,30	306,15	0,93	0,89
190,63	184,04	24,00	196,43	110 799,00	101 652,00	1,00	0,81	333,74	304,58	0,92	0,88
214,46	206,63	23,50	192,77	121 596,00	110 178,00	0,86	0,78	363,61	303,01	0,91	0,86
235,63	228,14	23,09	189,05	131 130,00	117 078,00	0,75	0,75	388,40	301,44	0,89	0,84
256,48	248,65	22,63	181,15	139 209,00	122 442,00	0,66	0,72	408,32	299,87	0,88	0,82
273,54	264,16	21,37	182,09	144 300,00	125 586,00	0,60	0,70	421,01	298,30	0,87	0,80
290,96	281,19	20,89	178,55	149 295,00	128 067,00	0,54	0,67	431,59	296,73	0,86	0,78
304,27	293,38	21,50	175,84	152 226,00	129 072,00	0,50	0,64	437,30	295,16	0,85	0,76
317,93	306,37	21,24	172,90	151 665,00	129 519,00	0,46	0,62	441,16	293,59	0,85	0,72
327,68	316,72	20,68	170,56	156 036,00	129 435,00	0,43	0,60	443,24	292,02	0,83	0,72
338,64	327,51	20,46	168,02	157 191,00	128 619,00	0,40	0,58	442,83	290,45	0,82	0,70
352,86	338,24	20,19	165,21	157 809,00	127 089,00	0,37	0,55	439,94	288,88	0,81	0,68
363,26	345,75	19,95	163,29	157 752,00	125 667,00	0,35	0,52	437,39	287,31	0,80	0,66
365,93	354,07	18,87	161,43	157 392,00	124 083,00	0,33	0,51	434,25	285,74	0,79	0,65
382,42	367,76	19,44	159,20	156 591,00	121 557,00	0,31	0,48	427,76	284,17	0,78	0,62
377,74	365,54	19,35	158,28	156 102,00	120 357,00	0,30	0,48	425,89	282,60	0,77	0,63
397,73	282,41	19,03	156,02	154 572,00	117 114,00	0,28	0,45	416,73	281,03	0,76	0,59
402,95	38,70	18,89	154,89	153 897,00	115 377,00	0,27	0,43	412,86	279,46	0,75	0,58
408,29	393,45	18,74	153,79	152 916,00	113 427,00	0,26	0,42	408,17	277,89	0,74	0,57
407,97	393,65	18,60	152,96	151 602,00	111 435,00	0,25	0,41	403,28	276,32	0,74	0,56
404,10	390,43	18,43	151,83	150 168,00	109 791,00	0,24	0,41	399,60	274,75	0,73	0,56
413,30	398,57	18,52	150,71	148 830,00	107 451,00	0,23	0,39	393,33	273,18	0,72	0,55
430,18	415,18	18,16	149,31	147 330,00	104 178,00	0,22	0,37	383,56	271,61	0,71	0,52
436,76	421,72	18,00	150,99	145 506,00	101 445,00	0,21	0,35	375,67	270,04	0,70	0,50
441,76	426,19	17,87	147,05	143 505,00	98 493,00	0,20	0,34	366,87	268,47	0,69	0,49
495,87	480,28	16,69	137,88	117 906,00	63 798,00	0,11	0,19	270,90	235,50	0,54	0,36
498,39	482,76	16,51	135,79	106 452,00	48 483,00	0,08	0,15	237,55	204,10	0,46	0,32
528,00	512,94	16,38	134,29	93 963,00	31 566,00	0,05	0,09	182,78	172,70	0,34	0,27
520,77	505,03	16,36	134,03	94 791,00	25 521,00	0,04	0,07	180,62	141,30	0,27	0,28
537,56	521,35	16,46	133,86	91 200,00	19 488,00	0,03	0,05	177,32	109,90	0,21	0,26
529,03	512,75	16,44	133,59	87 324,00	13 266,00	0,02	0,04	168,99	78,50	0,15	0,25
533,13	516,80	16,54	133,54	76 515,00	6708,00	0,01	0,02	142,42	47,10	0,09	0,22
545,43	528,61	16,87	133,98	70 479,00	1956,00	0,00	0,01	124,59	15,70	0,03	0,20

4. Расчёт параметров моделирования для трехфазного энергосберегающего асинхронного двигателя

Определим номинальный ток 3х фазного энергосберегающего асинхронного двигателя:

Определим общее сопротивление:

Определим активное и индуктивное сопротивление ветви намагничивания:

Определим активное и индуктивное сопротивление обмотки статора:

Определим активное и индуктивное сопротивление ротора:

Определим активное и индуктивное сопротивление 3-ей ветви:

Емкостное сопротивление3-ей ветви:

Ом

Емкость конденсатора в 3-ей ветви:

мкФ

Синхронная скорость вращения двигателя:

Угловая частота вращения магнитного поля статора:

Сопротивление нагрузки:

Вращающий момент двигателя:

Угловая частота вращения магнитного поля ротора:

КПД двигателя:

Скорость вращения ротора:

КПД энергетический:

Результаты вычислений по формулам занесены в таблицу — 5.1 в соответствующие колонки.

5. Моделирование работы 3х фазного асинхронного двигателя в программе Multisim

Произведём моделирования работы 3х фазного асинхронного двигателя в программе Multisim по заранее определённым активным и индуктивным сопротивлениям обмотки статора и ротора. В результате моделирования получим (рис. 5.1) таблицу значений (таблица 5.1).

Рисунок 5.1-Схема моделирования

Таблица 5.1- Параметры схемы замещения одной фазы асинхронного двигателя и результаты моделирования


Измерено	Вычислено
I1, А	А	IM, A	UM, В	P1, Вт	P2, Вт	RH, Ом	M, Нм	щ2, с-1	з, о.е.	cosц	n2, об/мин
32,95	32,73	9,59	217,18	21 567,00	21 219,00	6,60	0,88	67,92	312,43	0,91	0,91
64,37	64,19	5,88	214,45	42 060,00	40 785,00	3,30	0,96	131,20	310,86	0,97	0,99
94,46	94,10	5,80	211,48	61 143,00	58 470,00	2,20	0,94	189,05	309,29	0,96	0,98
122,27	122,41	5,72	208,20	78 684,00	74 175,00	1,65	0,92	241,05	307,72	0,94	0,98
148,43	148,93	5,63	204,91	94 590,00	87 909,00	1,32	0,90	287,14	306,15	0,93	0,97
173,41	172,03	5,54	201,95	108 666,00	99 654,00	1,10	0,87	327,18	304,58	0,92	0,95
195,98	197,21	5,46	198,95	121 371,00	109 692,00	0,94	0,85	362,01	303,01	0,90	0,94
215,60	219,01	5,38	195,77	132 783,00	117 996,00	0,82	0,83	391,44	301,44	0,89	0,93
239,30	238,53	5,30	193,17	141 702,00	124 602,00	0,73	0,79	415,52	299,87	0,88	0,90
254,65	255,91	5,22	190,51	149 526,00	129 594,00	0,66	0,77	434,44	298,30	0,87	0,89
271,19	272,53	5,15	187,87	156 093,00	133 758,00	0,60	0,75	450,77	296,73	0,86	0,87
286,62	285,40	5,08	185,58	161 589,00	136 890,00	0,55	0,72	463,78	295,16	0,85	0,85
297,36	301 208,00	5,03	183,49	166 077,00	138 960,00	0,51	0,71	473,31	293,59	0,84	0,85
316,62	315,62	4,95	180,82	170 529,00	140 466,00	0,47	0,67	481,01	292,02	0,82	0,82
326,09	326,97	4,91	179,22	173 448,00	141 180,00	0,44	0,66	486,07	290,45	0,81	0,81
338,93	338,27	4,84	177,30	176 007,00	141 342,00	0,41	0,63	489,28	288,88	0,80	0,79
345,94	347,28	4,81	176,31	177 636,00	141 159,00	0,39	0,62	491,31	287,31	0,79	0,78
361,15	360,41	4,74	173,23	179 514,00	140 406,00	0,36	0,59	491,38	285,74	0,78	0,75
376,63	369,68	4,70	172,02	180 651,00	139 143,00	0,34	0,56	489,65	284,17	0,77	0,73
363,02	370,16	4,68	169,46	178 515,00	134 460,00	0,33	0,56	475,80	282,60	0,75	0,75
385,93	384,70	4,63	169,56	181 320,00	136 689,00	0,31	0,54	486,39	281,03	0,75	0,71
392,45	389,95	4,60	169,40	181 230,00	135 681,00	0,30	0,52	485,51	279,46	0,75	0,70
402,44	400,49	4,56	167,05	181 011,00	133 089,00	0,28	0,50	478,93	277,89	0,74	0,68
406,27	406,17	4,53	166,17	180 561,00	131 622,00	0,27	0,49	476,34	276,32	0,73	0,67
414,27	412,42	4,51	165,22	180 072,00	129 915,00	0,26	0,48	472,85	274,75	0,72	0,66
418,59	416,31	4,48	164,01	179 703,00	128 112,00	0,25	0,46	468,97	273,18	0,71	0,65
423,82	422 793,00	4,46	163,34	178 743,00	125 889,00	0,24	0,45	463,49	271,61	0,70	0,64
430,42	428,99	4,43	162,56	177 855,00	123 675,00	0,23	0,44	457,99	270,04	0,70	0,63
436,23	434,40	4,41	161,58	176 898,00	121 068,00	0,22	0,42	450,96	268,47	0,68	0,61
440,50	433,21	4,42	161,85	177 108,00	121 896,00	0,22	0,42	456,71	266,90	0,69	0,61
479,96	478,13	4,13	152,82	153 879,00	82 929,00	0,12	0,26	352,14	235,50	0,54	0,49
530,53	528,95	4,14	150,08	139 395,00	59 265,00	0,08	0,17	290,37	204,10	0,43	0,40
544,45	542,85	4,14	149,03	130 464,00	45 987,00	0,06	0,13	266,28	172,70	0,35	0,36
573,56	571,62	4,21	148,24	121 440,00	31 683,00	0,04	0,08	224,23	141,30	0,26	0,32
563,22	561,63	4,18	150,04	116 622,00	24 156,00	0,03	0,06	219,80	109,90	0,21	0,31
570,10	568,61	4,20	147,82	111 759,00	16 386,00	0,02	0,04	208,74	78,50	0,15	0,30
576,66	574,98	4,24	150,61	101 220,00	8364,00	0,01	0,02	177,58	47,10	0,08	0,27
581,06	579,47	4,26	151,45	104 262,00	2109,00	0,00	0,01	155,55	15,70	0,02	0,27

6. Графики

асинхронный двигатель моделирование замещение

Ниже приведены графики, отображающие зависимость, различных механических характеристик смоделированных нами 2-ух 3-х фазных асинхронных двигателей.

Рисунок 6.1 — Механическая характеристика асинхронного двигателя n2i = f (Mi)

Рисунок 6.2 — Рабочая характеристика асинхронного двигателя, I1i = f (P2i)

Рисунок 6.3 — Рабочая характеристика асинхронного двигателя, n2i = f (P2i)

Рисунок 6.4 — Рабочая характеристика асинхронного двигателя, зi = f (P2i)

Рисунок 6.5 — Рабочая характеристика асинхронного двигателя, cosцi = f (P2i)

Рисунок 6.6 — Рабочая характеристика асинхронного двигателя, Mi = f (P2i)

Рисунок 6.7 — Рабочая характеристика асинхронного двигателя, зЭН = f (P2i)

Вывод

В данной расчетно-графической работе была изучена схема замещения одной фазы асинхронного двигателя, и рассчитаны её основные параметры. По полученным результатам были построены механическая и рабочие характеристики. Из механической характеристики видно, что скорость вращения ротора незначительно снижается при увеличении вращающего момента в пределах от нуля до максимального значения — критического момента (устойчивый режим работы). При перегрузке свыше этого значения двигатель входит в область неустойчивого режима и останавливается.

По рабочим характеристикам видно следующее: сила тока возрастает практически линейно с возрастанием мощности; скорость вращения незначительно снижается при увеличении мощности; КПД двигателя сначала резко возрастает до максимального значения, а потом постепенно снижается; также изначально резко возрастает, а затем медленно уменьшается; зависимость момента двигателя от мощности на валу является линейной.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой