Характеристики разгона асинхронного двигателя

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Разгон — асинхронный двигатель

Разгон асинхронного двигателя с фазным ротором происходит путем поочередного вывода ступеней роторных резисторов. Вводом сопротивлений резисторов в цепь ротора пусковой ток двигателя снижается. Роторный ток проходит не только через обмотки двигателя, но и через пусковые резисторы. Поэтому часть тепла при пуске двигателя выделяется в роторном пусковом резисторе, снижая нагрев самого двигателя. [2]

Разгон асинхронного двигателя с фазовым ротором происходит путем поочередного вывода ступеней роторных сопротивлений. Вводом сопротивлений в цепь ротора пусковой ток двигателя снижается. Роторный ток проходит не только через обмотки двигателя, но и через пусковые сопротивления. Поэтому часть тепла при пуске двигателя выделяется в роторном пусковом сопротивлении, снижая нагрев самого двигателя. [3]

При разгоне асинхронного двигателя частота вращения ( об / мин) его вала возрастала по закону п — 1000 ( 1 — e — t / % Определить частоту вращения в моменты времени / 1, 2, 5 с, если постоянная времени т 1 с. В какой момент частота вращения будет равна 500 об / мин. [4]

Сопоставить динамические и статические характеристики при разгоне асинхронного двигателя можно по данным табл. 11.1, при составлении которой принято, что статический момент на валу пускаемого двигателя равен нулю. [5]

Таким образом, наибольшее возможное нарастание скорости при разгоне асинхронного двигателя обеспечивается не максимальным значением пускового момента, а средней величиной момента за весь период нарастания скорости. [7]

В качестве примера, поясняющего введенные понятия, рассмотрим управление процессом разгона асинхронного двигателя , которое можно осуществить, изменяя амплитуду и частоту питающего напряжения. Координатами состояния объекта являются частота вращения ротора, потребляемые токи, тепловое состояние элементов конструкции. [8]

Итак, величина тепловых потерь в обмотке ротора за все время разгона асинхронного двигателя , нагруженного только инерционными массами, зависит исключительно от момента инерции этих масс и от установившейся скорости вращения. [9]

Примерами переходных процессов эксплуатационного характера являются включение в сеть переменного тока и последующий разгон асинхронных двигателей , асинхронный пуск синхронных двигателей, самосинхронизация синхронных генераторов. [10]

На рис. 2 — 14 совмещены графические зависимости среднего за время разгона вращающего момента и относительного времени разгона ненагруженного асинхронного двигателя от величины критического скольжения. [12]

Сравнивая выражение (19.32) с выражением (17.30), замечаем, что величина Waz равна запасу кинетической энергии в инерционных массах, вращаемых двигателем. Таким образом, закон, установленный ранее для количества тепла, выделяющегося за время разгона двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением, сохраняет свою силу и для роторных обмоток асинхронных двигателей. Итак, при разгоне асинхронных двигателей , нагруженных только инерционными массами, половина энергии, сообщаемой ротору, расходуется на ускорение этих масс, а другая половина выделяется в виде тепла в обмотке ротора. Это является основным законом тепловых потерь в роторной обмотке. Такая закономерность сохраняется как при изменении электрических параметров двигателя, так и при ускорении или замедлении процесса его пуска. Если часть сопротивления цепи ротора выведена наружу ( внешний реостат), то тепловые потери при пуске двигателя распределятся между внутренней и внешней частями роторной цени пропорционально их сопротивлениям. [13]

Устройство плавного пуска

Статус технологии

​рассмотрено НИУ «МЭИ»

Наименование фирмы

Полное название технологии

​устройство плавного пуска

Короткое название технологии

​​устройство плавного пуска

Суть энергосберегающего эффекта

​Софт-стартер (устройство плавного пуска) ДМС2 является усовершенствованным вариантом предыдущей модели ДМС и также, как его предшественник, предназначен для ограничения на минимально возможном уровне пускового тока асинхронного электродвигателя. Принцип действия софт-стартера заключается в регулировании действующего значения выходного напряжения (необходимого для поддержания заданного тока) при неизменной частоте выходного напряжения (50 Гц.).

Полное техническое описание, текст

​ При выборе модели софт-стартера необходимо учитывать данные используемого электродвигателя и характер нагрузки. Характеристики пуска в зависимости от используемого оборудования или решаемой задачи могут быть разделены на следующие категории:

· Легкий режим требует значения пускового тока Iмах не более 250% Iном, а полное время разгона до 10 сек.

· Тяжелый режим работы характеризуется наличием нагрузки, имеющей большее значение момента инерции и требующее значение пускового тока не менее 300% Iном и временем разгона при этом токе до 20 секунд.

· Очень тяжелый режим работы характеризуется большим значением момента инерции нагрузки, пусковым током порядка 400% Iном , временем разго- на при этом токе порядка 1мин. Для выбора модели софт-стартера необходимо руководствоваться таблицей на- грузки в зависимости от применения (табл.1., рекомендуемая) и таблицей выбора мо- дели в зависимости от типа нагрузки (табл.2., обязательная).

Читать еще:  Вода идет в цилиндр на двигателе почему

Устройства плавного пуска серии ДМС предназначены для плавного пуска и останова асинхронных двигателей мощностью 11 кВт – 400 кВт с номинальным напряжением питания 380 В, 50 Гц.

Выбор модели ДМС зависит от режима пуска механизма и номинального тока электродвигателя. При выборе ДМС номинальный ток электродвигателя не должен превышать расчетного тока для соответствующего режима пуска.

· Механизмы с легким и нормальным режимом пуска: насос центробежный, компрессор винтовой без нагрузки, вентилятор центробежный с закрытой заслонкой, строгальная машина и др.

· Механизмы с тяжелым режимом пуска: насос погружной, пресс, миксер высокоскоростной, лебедка, конвейер загруженный, пилорама, сепаратор для твердых тел, шнек и др.

· Механизмы с очень тяжелым режимом пуска: вентилятор высокого давления, дробилка щековая, компрессор поршневой под нагрузкой, мельница шаровая, насос поршневой и др.

Анализ экономической целесообразности внедрения устройств плавного пуска для двигателя 0,4кВ ( I ном=565 А, I пуск=4070 А, время пуска 5.5 с, время пускового броска 2.5 с) с использованием УУП ( ДМС2-550Н, 400 кВт, номинальный выходной ток 710 А, кратность токов 1.5 ) с числом пуском = 2000 в год показал окупаемость в 47 лет. При обосновании экономической целесообразности помимо пряго энергосберегающего эффекта рекомендуетсявключать в расчёт снижение эксплуатационных и ремонтных затрат на обслуживание электрического двигателя, возникающего как результат уменьшения износа электрических элементов из-за снижения пусковых токов.

Целесообразней использовать устройства плавного пуска для параллельного (одновременного) пуска нескольких двигателей.

Расчет энергетических параметров пуска асинхронного двигателя дутьевого вентилятора типа ВДН-18–11

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 07.02.2017 2017-02-07

Статья просмотрена: 1719 раз

Библиографическое описание:

Хашимов, А. А. Расчет энергетических параметров пуска асинхронного двигателя дутьевого вентилятора типа ВДН-18–11 / А. А. Хашимов, Бегмат Режепгулыевыч Нуржанов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 5 (139). — С. 57-60. — URL: https://moluch.ru/archive/139/39078/ (дата обращения: 12.09.2021).

Расчет энергетических параметров пуска асинхронного двигателя дутьевого вентилятора типа ВДН-18–11

Хашимов Арипджан Адилович, доктор технических наук, профессор, научный руководитель;

Нуржанов Бегмат Режеповгулович, магистр

Ташкентский государственный технический университет имени Абу Райхана Беруни (Узбекистан)>>>

Рассмотрены основные способы плавного пуска асинхронных двигателей и определены области их применения, определены электрические и энергетические параметры, время переходного процесса во время плавного пуска частотно-регулируемого асинхронного двигателя при условии постоянства частоты с регулированием напряжения статора.

Ключевые слова: прямой пуск, плавный пуск, частотно-регулируемый асинхронный двигатель, электрические и энергетические параметры, время пуска

The basic methods of the smooth starting of asynchronous engines are considered and their application domains are certain and electric and power parameters are certain, time of transient during the smooth starting of the frequency-managed asynchronous engine subject to condition constancy of frequency with adjusting to tension of stator.

В котельных агрегатах типа ТГМ151 Тахиаташской ТЭС для смещения природного газа с воздухом в топке используются центробежные дутьевые вентиляторы типа ВДН-18–11. В качестве приводного двигателя используется асинхронный двигатель с к. з. ротором типа 4А355М6У3 [1].

Выбор способа пуска асинхронного двигателя (АД) дутьевых вентиляторов является актуальной задачей, стоящей перед проектировщиками и эксплуатационниками электроприводами дутьевых вентиляторов, поскольку во время пуска АД наблюдается скачок изменения пускового тока в несколько раз по сравнению с номинальным его значением. При значительном времени периода пуска можно наблюдать перегрев обмотки статора, что может привести к выходу из строя изоляции обмотки статора [2, 4].

При пуске АД с к. з. по возможности должны удовлетворяться основные требования: процесс пуска должен осуществляться без сложных пусковых устройств; пусковой момент должен быть достаточно большим, а пусковые токи — по возможности малыми. Иногда к этим требованиям добавляют и другие, обусловленные особенностями конкретных приводов, в которых используют двигатели: необходимость плавного пуска, максимального пускового момента и пр.

Для пуска АД используются следующие способы пуска: прямой и при пониженном напряжении обмотки статора [2, 4].

Прямой пуск. Этот способ применяют для пуска АД с к. р. Двигатели этого типа обычно проектируют так, чтобы при непосредственном подключении обмотки статора к сети, возникающие пусковые токи не создавали чрезмерных электродинамических усилий и превышений температуры, опасных с точки зрения механической и термической прочности основных элементов машины.

В АД с к. з. L/R (где L-индуктивность и R-активное сопротивление обмотки статора) сравнительно мало, поэтому переходный процесс в момент включения характеризуется весьма быстрым затуханием свободного тока. Это позволяет пренебречь свободным током и учитывать только установившееся значение тока переходного процесса.

Читать еще:  3000cc двигатель что это

Пуск при пониженном напряжении. Такой пуск применяют для АД с к. з. большой мощности, а также для двигателей средней мощности при недостаточно мощных электрических сетях. Понижение напряжения может осуществляться следующими путями:

а. переключением обмотки статора с помощью переключателя с нормальной схемы Δ на пусковую схему Y. При этом напряжение, подаваемое на фазы обмотки статора, уменьшается в √3 раз, что обусловливает уменьшение фазных токов в √3 раз и линейных токов в 3 раза. По окончании процесса пуска и разгона двигателя до номинальной частоты вращения обмотку статора переключают обратно на нормальную схему;

б. включением в цепь обмотки статора на период пуска добавочных активных (резисторов) или реактивных (реакторов) сопротивлений.

При этом на указанных сопротивлениях создается некоторое падение напряжения ΔUДОБ, пропорциональное пусковому току, вследствие чего к обмотке статора подается пониженное напряжение. По мере разгона двигателя снижается ЭДС Е2S, индуцированная в обмотке ротора, а, следовательно, и пусковой ток. В результате уменьшается падение напряжения ΔUДОБ на указанных сопротивлениях и автоматически возрастает приложенное к двигателю напряжение. После окончания разгона добавочные резисторы или реакторы замыкаются накоротко.

в. подключением двигателя к сети через понижающий автотрансформатор АТр, который может иметь несколько ступеней, переключаемых в процессе пуска соответствующей аппаратурой.

Недостатком указанных методов пуска путем понижения напряжения является значительное уменьшение пускового и максимального моментов двигателя, которые пропорциональны квадрату приложенного напряжения, поэтому их можно использовать только при пуске двигателей без нагрузки.

Из приложенных способов пуска частотно-регулируемого АД является понижение подаваемого напряжения в статорную обмотку при постоянстве ее частоты, равной номинальному его значению, так как на выходе в частотно-регулируемом преобразователе частоты напряжения и частота отдельно и независимо регулируются. Для пуска вхолостую АД с регулируемой частотой дутьевого вентилятора выбираем последний способ пуска, то есть при постоянстве частоты и регулируемого значения на выходе управляемого выпрямителя .

Определим потери мощности АД дутьевого вентилятора для номинального режима. Номинальные технические параметры АД дутьевого вентилятора типа 4А355М6У3 имеют следующие значения: мощность РН = 200 кВт, nH = 990 об/мин., номинальное напряжение UН = 220/380 В, номинальное значение скольжения sН = 0,018, КПД = 94 %, коэффициент мощности 0,9, bmax = 1,9, bпуск = 1,0, пусковой ток Iпуск = 7*IН.

Суммарные потери мощности АД определим по формуле

Принимаем добавочные потери в статоре и механические потери равными:

Определим значения тока статора для номинального режима работы асинхроного двигателя

Приведенный ток ротора примерно равен на

.

Определим потери в обмотке статора

Определим потери в роторе

Определим потери в стали статора

Определим из уравнения движения электропривода время разгона асинхронного двигателя, необходимое для достижения номинальной угловой скорости, при избыточном моменте, равном номинальному:

где время ускорения агрегата, равное времени изменения скольжения на единицу под действием неизменного избыточного момента, равного номинальному, момент инерции электропривода дутьевого вентилятора.

Определим потерии энергии в обмотке статора во время прямого пуска при номинальном значении напряжения асинхронного двигателя дутьевого вентилятора

Определим потери мощности АД дутьевого вентилятора для значения напряжения статорной обмотки . Поскольку развиваемый момент прямо пропорционально квадрату напряжения, можно определить электромагнитный момент и механическую мощность АД следующими формулами:

,

.

Суммарные потери мощности АД определим по формуле

Принимаем добавочные потери в статоре и механические потери равными

Определим значения тока статора для номинального режима работы асинхроного двигателя

Приведенный ток ротора примерно равен на

.

Определим потери в обмотке статора

Определим потери в роторе

Определим потери в стали статора

Определим из уравнения движения электропривода время разгона асинхронного двигателя при избыточном моменте, необходимое для достижения номинальной угловой скорости, при напряжении в статоре, равном 0,8Uн:

Определим потерии энергии в обмотке статора во время прямого пуска при номинальном значении напряжения асинхронного двигателя дутьевого вентилятора

На рис. 1 представлены кривые тока статора асинхронного двигателя 4А355М6У3 при различных значениях напряжения статора, рассчитанные по методике [3].

Рис. 1. Кривые пускового тока АД типа 4А355М6У3 для значений напряжения статора: 1 — при и 2 —

Таким образом, при пуске АД дутьевого вентилятора для номинального значения напряжения и для напряжения соответственно имеют следующие значенияи , то есть пусковой ток уменьшается на .

Читать еще:  Датчик температуры двигателя запорожец

Устройства плавного пуска двигателя

Подбор параметров

MCD100-001

    Мощность (кВт): 1.5 Ток, Iном. (А): 3 Напряжение: 380В/400В

MCD100-007

    Мощность (кВт): 7.5 Ток, Iном. (А): 15 Напряжение: 380В/400В

MCD100-011

    Мощность (кВт): 11 Ток, Iном. (А): 25 Напряжение: 380В/400В

MCD 201-007-T4-CV3

    Мощность (кВт): 7.5 Ток, Iном. (А): 18 Напряжение: 380В/400В

MCD 201-015-T4-CV3

    Мощность (кВт): 15 Ток, Iном. (А): 34 Напряжение: 380В/400В

MCD 201-018-T4-CV3

    Мощность (кВт): 18 Ток, Iном. (А): 42 Напряжение: 380В/400В

MCD 201-022-T4-CV3

    Мощность (кВт): 22 Ток, Iном. (А): 48 Напряжение: 380В/400В

MCD 201-030-T4-CV3

    Мощность (кВт): 30 Ток, Iном. (А): 60 Напряжение: 380В/400В

MCD 202-007-T4-CV3

    Мощность (кВт): 7.5 Ток, Iном. (А): 18 Напряжение: 380В/400В

MCD 201-037-T4-CV3

    Мощность (кВт): 37 Ток, Iном. (А): 75 Напряжение: 380В/400В

MCD 202-015-T4-CV3

    Мощность (кВт): 15 Ток, Iном. (А): 34 Напряжение: 380В/400В

MCD 202-018-T4-CV3

    Мощность (кВт): 18 Ток, Iном. (А): 42 Напряжение: 380В/400В

MCD 202-022-T4-CV3

    Мощность (кВт): 22 Ток, Iном. (А): 48 Напряжение: 380В/400В

MCD5-0021B-T5-G1X-20-CV1

    Мощность (кВт): 11 Ток, Iном. (А): 21 Напряжение: 380В/400В

MCD 201-045-T4-CV3

    Мощность (кВт): 45 Ток, Iном. (А): 85 Напряжение: 380В/400В

MCD 202-030-T4-CV3

    Мощность (кВт): 30 Ток, Iном. (А): 60 Напряжение: 380В/400В

MCD 201-055-T4-CV3

    Мощность (кВт): 55 Ток, Iном. (А): 100 Напряжение: 380В/400В

MCD5-0037B-T5-G1X-20-CV1

    Мощность (кВт): 18.5 Ток, Iном. (А): 37 Напряжение: 380В/400В

MCD 202-037-T4-CV3

    Мощность (кВт): 37 Ток, Iном. (А): 75 Напряжение: 380В/400В

MCD5-0043B-T5-G1X-20-CV1

    Мощность (кВт): 22 Ток, Iном. (А): 43 Напряжение: 380В/400В

MCD5-0053B-T5-G1X-20-CV1

    Мощность (кВт): 25 Ток, Iном. (А): 53 Напряжение: 380В/400В

MCD5-0068B-T5-G1X-20-CV1

    Мощность (кВт): 30.0 Ток, Iном. (А): 68 Напряжение: 380В/400В

MCD 201-075-T4-CV3

    Мощность (кВт): 75 Ток, Iном. (А): 140 Напряжение: 380В/400В

MCD5-0084B-T5-G1X-20-CV1

    Мощность (кВт): 37 Ток, Iном. (А): 84 Напряжение: 380В/400В

MCD 202-045-T4-CV3

    Мощность (кВт): 45 Ток, Iном. (А): 85 Напряжение: 380В/400В

MCD 202-055-T4-CV3

    Мощность (кВт): 55 Ток, Iном. (А): 100 Напряжение: 380В/400В

MCD5-0089B-T5-G1X-20-CV1

    Мощность (кВт): 45 Ток, Iном. (А): 89 Напряжение: 380В/400В

MCD 202-075-T4-CV3

    Мощность (кВт): 75 Ток, Iном. (А): 140 Напряжение: 380В/400В

MCD 201-090-T4-CV3

    Мощность (кВт): 90 Ток, Iном. (А): 170 Напряжение: 380В/400В

MCD5-0105B-T5-G1X-20-CV1

    Мощность (кВт): 55 Ток, Iном. (А): 105 Напряжение: 380В/400В

MCD5-0131B-T5-G2X-00-CV1

    Мощность (кВт): 60 Ток, Iном. (А): 131 Напряжение: 380В/400В

MCD 201-110-T4-CV3

    Мощность (кВт): 110 Ток, Iном. (А): 200 Напряжение: 380В/400В

MCD5-0141B-T5-G2X-00-CV1

    Мощность (кВт): 75 Ток, Iном. (А): 141 Напряжение: 380В/400В

MCD 202-090-T4-CV3

    Мощность (кВт): 90 Ток, Iном. (А): 170 Напряжение: 380В/400В

MCD 202-110-T4-CV3

    Мощность (кВт): 110 Ток, Iном. (А): 200 Напряжение: 380В/400В

MCD5-0195B-T5-G2X-00-CV1

    Мощность (кВт): 90 Ток, Iном. (А): 195 Напряжение: 380В/400В

Асинхронные электродвигатели, благодаря своим известным достоинствам, очень широко используются во всех отраслях промышленности и хозяйства для привода в движение самых различных механизмов.

Но одним из серьезных недостатков асинхронного электродвигателя является большой ток во время пуска механизма. Пусковой ток может превышать номинальный ток в 5 — 10 раз.

Ток с большими бросками может также возникнуть при торможении двигателя или при его реверсе. Это ведет к нагреву обмоток статора, а также к возникновению слишком больших электродинамических усилий в частях статора и ротора.

При пуске мощных машин и механизмов возникают ударные нагрузки на механическую часть привода, которые значительно сокращают срок службы оборудования, а порой могут привести к выходу его из строя.

Кроме того, в момент пуска существенно просаживается напряжение питающей сети, негативно влияющее на работу другого оборудования. Для исключения этого явления и его последствий в настоящее время используются устройства плавного пуска (софт-стартеры). Они позволяют снизить пусковой ток, обеспечить плавный пуск или торможение за заданный промежуток времени.

Современные цифровые устройства плавного пуска обладают большой функциональностью. Наряду с основным назначением они обеспечивают защиту двигателя от аварийных ситуаций, увеличивают срок службы исполнительных механизмов и самих электродвигателей.

С ними старт электродвигателя происходит с постепенным увеличением напряжения. Кроме этого, регулируется время разгона и время его торможения. Для того чтобы пониженное начальное напряжение не могло в электросхеме значительно снизить пусковой момент, его устанавливают в диапазоне 30 — 60% от номинального.

Необходимо отметить, что с применением софт-стартеров уменьшается количество реле и контакторов в электрической цепи. Они просты в монтаже и эксплуатации.

Мы предлагаем устройства плавного пуска ведущего мирового производителя Danfoss для любых механизмов в широком диапазоне мощностей.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector