Краткая характеристика оборудования

Расшифровка двигателя:

4AH200M6XL2

Структура обозначения типов двигателей расшифровывается следующим образом:

4 — порядковый номер серии;

А — наименование вида двигателя — асинхронный;
Н — обозначение двигателей защищенного исполнения;

А — станина и щиты из алюминия;

200 — высота оси вращения;

M — установочные размеры по длине корпуса средняя (длина станины)

6 — число полюсов

XL — климатическое исполнение двигателей;

2 — категория размещения.

P ном	ŋ	Cos ɸ	Ν2	λ	Mп/Мном	Iп/Iном	Kоб2	Kоб1	Ω1	Ω2	U1
12 кВт	89 %	0,82	Об/мин	2,4	1,3	3,4		0,95		0,5	380В

 

 

Двигатели серии 4АН, применяют асинхронные с короткозамкнутым ротором серии А4 предназначены для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения (насосы, воздуходувки, вентиляторы и т.д.) Трёхфазные асинхронные крановые электродвигатели серии 4АН, предназначены для работы в электроприводах металлургических агрегатов и подъемно-транспортных механизмах всех видов, и другом оборудовании в металлургической промышленности, в строительстве и других отраслях; для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным (У), тропическим (Т) и умеренно-холодным (УХЛ) климатом в условиях, определяемых категорией размещения 1 и 2 по ГОСТ 15150-69.

Электродвигатели могут быть использованы также для механизмов длительного режима работы. Электродвигатели предназначены для питания от сети 380В, 50Гц с тремя выеденными концами от обмотки статора, а также могут быть изготовлены на напряжение 220/380В и 380/680В с шестью выведенными концами для соединения фаз в звезду или треугольник.

Двигатели выпускаются с фазным и короткозамкнутым ротором закрытого исполнения со степенью защиты от внешних воздействийIP54 по ГОСТ 17494, с внешним обдувом собственным вентилятором на вал.

 

 

 

 

Асинхронные электродвигатели общего назначения серии 4А

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А

общего назначения основного исполнения предназначены для нормальных условий работы в различных отраслях промышленности. Серия охватывает диапазон номинальных мощностей от 0.06 до 400 кВт и выполнена на 17 высотах оси вращения – от 50 до 355 мм. Двигатели рассчитаны на работу от сети трехфазного переменного тока частотой

50 Гц и имеют степень защиты IP44 или IP23. Способ охлаждения двигателей IC0141– наружный обдув установленным на валу двигателя реверсивным центробежным вентилятором. Двигатели с высотой оси

вращения 280–355 имеют дополнительное охлаждение ротора наружным воздухом, проходящим через окна в подшипниковых щитах, по

трубкам и вентиляционным каналам ротора. Станины двигателей с вы-

сотой оси вращений 50–63 мм изготавливают из алюминиевого сплава.

Двигатели с высотой оси 71–160 мм имеют станины из алюминиевого

сплава или чугуна.

Станины АД с высотой оси вращения 180–250 мм – чугунные.

У двигателей с высотой оси вращения 250 – 355 мм станины могут быть

как чугунные литые, так и стальные сварные.

 

2.2 Расчет электродвижущей силы обмоток электрических машин и аппаратов

-полюсное деление мм, вычисляют по формуле:

D1 / 2p = 3,14 * 200/4 = 157мм

где-внутренний диаметр статора, 200 мм;

2р=6 -число полюсов.

ЭДС обмотки статора находится по формуле:

Е1ф = 4,44f1ω1 Коб1

Е1ф = 4,44*50*60*0,95=12654 В

где f1 - частота переменного тока;

ω1 - число последовательно соединенных витков фазы обмотки

Коб1 - обмоточный коэффициент

-ЭДС обмотки ротора при номинальной частоте вращения находится по формуле:

Е2S = 4,44 f1 S ном ω2 Коб2

Е2S = 4,44*50* 6*0.5* 1 = 666 B

где S ном – номинальное скольжение, %

ЭДС обмотки неподвижного ротора находится по формуле:

где Е2S ЭДС обмотки ротора при номинальной частоте вращения.

-Частота ЭДС ротора при номинальном скольжении находится по формуле:

f2 = f1 * S ном = 50*0.06 = 3 Гц

 

-Частота вращения ротора номинальная находится по формуле:

N ном = n1 (1-Sном) = 1000 * (1-0,06) = 940 об/мин

где синхронная частота вращения при частоте тока 50Гц

-В обозначении типоразмера двигателя цифры, стоящие после обозначения серии 4АН указывают на высоту оси вращения, т.е. h=200мм. Следующая далее цифра указывает на число полюсов, т. е 2р=6; при частоте переменного тока 50 Гц.

n₁=1000 об/мин.

-Скольжение при номинальной нагрузке определяется номинальной частотой вращения ротора двигателя S _ном, %, вычисляют по формуле:

S_ном= , = 0.06

где – частота вращения, об/мин.

 

-Момент на валу двигателя при номинальной частоте вращения 940 об/мин M₂, Н\м, вычисляют по формуле:

M₂=9,55Р_ном/n_2ном, 121.9 Н\м

где Р_ном – номинальная мощность, Вт.

-ЭДС во вращающемся роторе при скольжении 0.84%,вычисляют по формуле:

E_2s= E_2s,

E2s =

 

- ЭДС обмотки неподвижного ротора находится по формуле:

где Е_2S- ЭДС обмотки ротора при номинальной частоте вращения.

 

- Основной магнитный поток Ф, вычисляется по формуле:

_{Ф=(2/ ) Bб ι1T,}

Ф= (2 / 3,14) *1,5*0,8* 157 * =0,118 Вб

 

где – магнитная индукция в воздушном зазоре, Тл;

– длина сердечника статора, мм;

T– постоянная времени

 

- ЭДС фазной обмотки статора Е1,B, вычисляют по формуле:

Е1=4,44·fФω1Kоб1

Е1=4,44*50*0,118*0,95*60=1493 B

где f –частота переменного тока, Гц;

ω_1 – число последовательно соединенных витков фазы обмотки;

Kоб1 – обмоточный коэффициент.

 

- ЭДС в обмотке неподвижного ротора E ₂ , B, вычисляют по формуле:

E₂=4,44 K_об2,

E₂ = 4,44 *50*0,118*1*0,5 = 13 B

=

 

2.3 Расчет магнитной цепи

- Момент на валу двигателя при номинальной частоте вращения 940 об/мин M₂, Н/м, вычисляют по формуле:

M₂=9,55Р_ном/n_2ном

где Р_ном – номинальная мощность, Вт.

- Начальный пусковой момент M_n, вычисляют по формуле:

M_n= M_ном (),

 

M_n=114,6*1,3=149 Н/м

где – пусковой момент .

 

 

- Номинальный крутящий момент электродвигателя :

 

=114,6 Н/м

 

- Максимальный (критический) момент двигателя определяют по его перегрузочной способности M_мах, вычисляют по формуле:

M_мах= ,

 

114,6*2,4=275 Н/м

где .

- Номинальный ток в фазной обмотке статора , А, вычисляют по формуле:

где – число фаз;

– напряжение, В;

– КПД;

- номинальный коэффициент мощности,%.

 

 

- Потребляемая двигателем из сети активная мощность в режиме номинальной нагрузки , , вычисляют по формуле:

,

- Суммарные потери двигателя при номинальной нагрузке Σ , Вт, вычисляют по формуле:

,

 

- Линейный ток статора при соединении обмоток статора «звездой» ,А, вычисляют по формуле:

- При соединении обмоток статора, треугольником вычисляют по формуле:

,

 

2.4 Расчет мощности, потерь и КП

-

Наибольшее значение КПД, вычисляют по формуле:

ŋ_мах=1,03 ,

1,03*0,89=0,916 %

- Нагрузка двигателя при этом КПД, вычисляют по формуле:

P₂=0,85 ,

- Потребляемая мощность n_max, кВт, вычисляют по формуле:

P₁= ,

Вт

- Суммарные потери при n_max, кВт, вычисляют по формуле:

935 Вт

- Постоянные потери двигателя P_пост, вычисляют по формуле:

P_пост= =0,5

- Переменные потери в номинальном режиме, P _пер , Вт, вычисляют по формуле:

P_пер= - P_пост ,

 

 

- Момент в режиме холостого хода, M_o, Hм, вычисляют по формуле:

M_o=9,55 ,

Н/м

- Электромагнитный момент при номинальной нагрузке M_ном, H/м, вычисляют по формуле:

M_ном = M₂ + M_o,

Н/м

Номинальное значение электромагнитной мощности P_эм, вычисляют по формуле:

P_эм=0,105M_номn₁,

Вт

- Электрические потери в обмотке ротора P_Э2, вычисляют по формуле:

P_Э2= ,

- Добавочные потери,P_доб, вычисляют по формуле:

P_доб = 0,005*P_1ном ,

=0,005*

 

- Электрические потери в номинальном режиме P_Э, Вт, вычисляют по формуле:

P_Э= ,

Рэ= 400,1 Вт

- Электрические потери в обмотке статора P_Э, Вт, вычисляют по формуле:

P_Э=

Рэ=400,1-796= -395,9

- Проверка, вычисляют по формуле:

ΣР_ном= + P_э1 + P_э2 + P_доб,

- Пусковой ток двигателя при прямом включении I_1п, вычисляют по формуле:

I_1п = I_1ном λ_j,

I_1п = 14,4*2,4=34,56 А

- Сопротивление короткого замыкания двигателя Z_к, вычисляют по формуле:

Z_к = ,

Z_к =

- Активная составляющая этого сопротивления r_k, вычисляют по формуле:

 

r_k= Z_кcos_φ

r_k=10,9*0,82*0,5=4,46 Ом

- Электрические потери в обмотках статора и ротора в режиме номинальной нагрузки P_э, вычисляют по формуле:

P_э=3I₁² _номr₂,

Рэ=3* 4,46=2774,4 Вт

 

2.5 Расчет рабочей характеристики

- Расчёт ведем в относительных единицах М_͓, об/мин, вычисляют по формуле:

М_͓= ,

- Критическое скольжение S_кр,%, вычисляют по формуле:

S_кр=S_ном( _м+ ),

 

- Рассчитаем относительные значения момента при скольжениях:

S_ном =0,06; S_кр = S=0,2; S=0,6; S=0,8; S=1

 

- Номинальное значение момента M_ном, вычисляют по формуле:

M_ном=9,55Р_эм/n₁,

Начальный пусковой момент M_n , вычисляют по формуле:

M_n= M_ном ,

 

 

 

Относительное значение пускового момента М_͓п, вычисляют по формуле:

М_͓п=

Максимальное значение момента M_max, вычисляют по формуле:

M_max= M_ном λ_m,

Известно, что величина электромагнитного момента прямо пропорциональна U₂. Поэтому при кратности пускового момента М_n/ M_ном =3 пусковой момент окажется равным номинальному, если напряжение питания уменьшиться до значения, вычисляют по формуле:

U’_1л= U_1л / ,

U’_1л =380/ =219 В

В итоге даже незначительное дальнейшее снижение напряжения приведёт к тому, что при номинальном нагрузочном моменте на вал двигателя пуск не произойдёт.

Что же касается перегрузочной способности двигателя, то учитывая, что λ_m=, она будет утрачена при уменьшении напряжения сети до величины, вычисляют по формуле:

U’_1л= U_1л/

 

 

Заключение:

В данном курсовом проекте была изучена специальная литература, включающая в себя статьи и учебники по информационным технологиям, описаны теоретические аспекты и раскрыты ключевые понятия исследования, рассмотрены технические характеристики данного двигателя.

В результате выполнения курсовой работы были решены следующие задачи:

приобретены навыки при определении краткой характеристики оборудования;

приобретены навыки проведения расчета;