Материал: Расчет трёхфазного асинхронного двигателя для работы в однофазном режиме

Расчет трёхфазного асинхронного двигателя для работы в однофазном режиме

Содержание

1.      Введение

.        Выбор схемы включения двигателя

.        Выбор емкости рабочего и пускового конденсатора

.1 Выбор емкости рабочего конденсатора

.2 Выбор емкости пускового конденсатора

.3 Выбор типа конденсаторов

.        Расчет емкости рабочего и пускового конденсатора

.        Литература

. Введение

Трёхфазный двигатель - электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока.

Представляет собой машину переменного тока, состоящую из статора с тремя обмотками, магнитные поля которых сдвинуты в пространстве на 120° и при подаче трехфазного напряжения образуют вращающееся магнитное поле в магнитной цепи <#"799925.files/image001.gif">

или Ср=48001/U, если обмотки соединены по схеме "треугольник" (рис.2).

При известной мощности электродвигателя ток (в амперах) можно определить из выражения:

I=P/1,73 Uŋcosφ,

Где:

Р - мощность двигателя, указанная в паспорте (на щитке) , Вт;- напряжение сети, В; cosφ - коэффициент мощности; ŋ-КПД.

Конденсатор пусковой Сп должен быть в 1,5-2 раза больше рабочего Ср.

Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза больше напряжения сети, а конденсатор - обязательно бумажным, например, типа МБГО, МБГП и др.

При перегрузке двигатель может остановиться, тогда для его запуска необходимо снова включить пусковой конденсатор.

Необходимо знать, что при таком включении мощность, развиваемая электродвигателем, составляет 50% от номинального значения.

Определить схему соединения обмоток можно по данным на шильдике - металлической бирке на корпусе электродвигателя. Надпись 220/380 означает, что соединение может быть выполнено как по схеме “звезда”, так и “треугольник”. В этом случае, все 6 концов обмоток выведены в клеммную коробку.

Выведенные в коробку 3 конца, свидетельствую о том, что статорные обмотки скоммутированы по схеме “звезда” внутри двигателя. Соединить их “треугольником” более затруднительно: для этого потребуется разобрать двигатель, найти это соединение и, разорвав его, вывести (предварительно “нарастив”) оставшиеся 3 конца в коробку, где и соединить “треугольником” (при этом, важно не перепутать “начала” и ”концы” обмоток).

Использование двух конденсаторов в схеме связано с тем, что для пуска двигателя во время его разгона необходима намного большая емкость, чем по окончании пуска, в его рабочем состоянии. Буквенные обозначения Cр и Cп в данной схеме - рабочий и пусковой конденсаторы. Для нормального пуска, емкость пускового конденсатора должна превышать емкость рабочего приблизительно в 2-3 раза.

Выбор и расчет емкости конденсаторов. Использовать следует конденсаторы МБГО, МБГЧ, МБПГ с Uраб = 500 В. Необходимая емкость определяется, прежде всего, мощностью двигателя; чем он мощнее, тем пусковой и рабочий конденсаторы должны иметь большую емкость.

Для электродвигателей, обмотки которых соединены “звездой” емкость рабочего конденсатора определяется формулой:

р=4800I/U;

При соединении обмоток треугольником, формула для расчета емкости имеет следующий вид:

р=2800I/U;

емкость конденсатор двигатель нагрузка

где I - ток потребления двигателя (А), U - сетевое напряжение (В).

Результат расчета, помноженный на 2,5-3 составит нужную емкость пускового конденсатора - Cп. Данным способом можно добиться относительно неплохой точности результатов, для его упрощения предлагаем воспользоваться нашим калькулятором расчета емкости конденсаторов <#"799925.files/image004.gif"> 

Напряжение сети подводят к началам двух фаз. К началу третьей фазы и одному из зажимов сети присоединяют рабочий конденсатор 1 и отключаемый (пусковой) конденсатор 2, который необходим для увеличения пускового момента.

Пусковая емкость конденсаторов

Сп = Ср + Со,

где Ср - рабочая емкость,

Со - отключаемая емкость.

После пуска двигателя конденсатор 2 отключают.

для схемы на рис. а: Ср = 2800 Iном / U;

для схемы на рис. б: Ср = 4800 Iном / U;

для схемы на рис. в: Ср = 1600 Iном / U;

для схемы на рис. г: Ср = 2740 Iном / U,

где Ср - рабочая емкость при номинальной нагрузке, мкФ; ном - номинальный ток фазы двигателя, А; - напряжение сети, В.

Нагрузка двигателя с конденсатором не должна превышать 65-85% номинальной мощности, указанной на щитке трехфазного двигателя.

Если пуск двигателя происходит без нагрузки, то пусковая емкость не требуется - рабочая емкость будет в то же время пусковой. В этом случае схема включения упрощается. При пуске двигателя под нагрузкой, близкой к номинальному моменту необходимо иметь пусковую емкость Сп = (2,5 ÷ 3) Ср.

Выбор конденсаторов по номинальному напряжению производят по соотношениям:

для схемы на рис. а, б: Uк = 1,15 U;

для схемы на рис. в: Uк = 2,2 U;

для схемы на рис. г: Uк = 1,3 U,

где Uк и U - напряжения на конденсаторе и в сети.

Основные технические данные некоторых конденсаторов приведены в таблице.

Если трехфазный электродвигатель, включенный в однофазную сеть, не достигает номинальной частоты вращения, а застревает на малой скорости, следует увеличить сопротивление клетки ротора проточкой короткозамыкающих колец или увеличить воздушный зазор шлифовкой ротора на 15-20%.

В том случае, если конденсаторы отсутствуют, можно использовать резисторы, которые включаются по тем же схемам, что и при конденсаторном пуске. Резисторы включаются вместо пусковых конденсаторов (рабочие конденсаторы отсутствуют).

Сопротивление (Ом) резистора может быть определено по формуле

где R - сопротивление резистора;

κи I- кратность пускового тока и линейный ток в трехфазном режиме.

Определить рабочую емкость для двигателя АО 31/2, 0.6 кВт, 127/220 В, 4.2/2.4 А, если двигатель включен по схеме, изображенной на рис. а, а напряжение сети равно 220 В. Пуск двигателя без нагрузки.

Решение

. Рабочая емкость

Ср = 2800 x 2.4 / 220 ≈ 30 мкФ.

. Напряжение на конденсаторе при выбранной схеме к = 1,15 x U = 1,15 x 220 = 253 В.

По таблице выбираем три конденсатора МБГО-2 по 10 мкФ каждый с рабочим напряжением 300 В. Конденсаторы включать параллельно.