Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті 5В081200 – Ауыл шаруашылығын энергиямен қамтамасыз ету және 5В071800 – Электр энергетикасы мамандықтарына арналған "Автоматтандырылған электр жетегі" пәні бойынша практикалық сабақтарға арналған Практикум 1 Мазмұны 1 Бақылау жұмысын ресімдеуге қойылатын талаптар 6 Фазалық роторы бар асинхронды электр қозғалтқышы 6.1 Табиғи механикалық сипаттаманы есептеу және құру 6.2 Ротор тізбегіне Rдоб =2r2’ шамасына қосымша кедергі енгізу кезінде жасанды механикалық сипаттамаларды есептеу 6.3 Сырғуды өзгерту үшін ротор тізбегіне қосылатын машинаның Rдоб мәнін анықтау Электр қозғалтқыштарының паспорттық деректері 2 3 4 4 12 1 Бақылау жұмыстарын ресімдеуге қойылатын талаптар Бақылау жұмыс түсіндірмесі жазба көлемі 15-20 бет А4 форматындағы қағаздың стандартты парақтарында ресімделеді.. Жазбада институттың атауы (аббревиатура), кафедраның атауы, нұсқасы, студенттің тегі мен аты-жөні, курс және топ, сондай-ақ басшы мен студенттің қолы (қолы бар) көрсетілетін титул парағы болуы тиіс. Түсіндірме жазбаның соңында пайдаланылған әдебиеттер тізімі келтіріледі (МЕМСТ бойынша). Иллюстрацияланған материал (графиктер, сипаттамалар, схемалар және т.б.) миллиметрлік қағаз парақтарында ресімделуі және толассыз нөмірленуі және тиісті қолдары болуы тиіс. Есептеулер СИ жүйесінде орындалады. Жазбаның мәтіні жекелеген бөлімдер мен кіші бөлімдердің цифрлық бөліністерімен техникалық тілде жазылады. Түсіндірме жазбаның компьютерлік жиынтығына рұқсат етіледі. Бұл жағдайда мәтін 1 интервалмен басылады, шрифт - Times New Roman, өлшемі – 14. Иллюстрациялық материалды компьютерлердің көмегімен де жасауға болады. 3 6 Фазалық роторы бар асинхронды электр қозғалтқышы 6.1 Бақылау жұмысын орындауға тапсырма Әр студент реттеу режимдеріндегі асинхронды қозғалтқыштың механикалық n=f(M) сипаттамаларын есептеуге арналған бақылау жұмысын орындайды. Есептеулер топтың тізімі бойынша студенттің реттік нөміріне сәйкес электр машинасымен орындалады. Электр машиналарының қажетті төлқұжат деректері 6-кестеде келтірілген. Тестті орындау кезінде студент 6-кестеден таңдалған электр машинасына қатысты келесі мәселелерді шешеді: Есеп 1. Асинхронды қозғалтқыштың табиғи механикалық n=f(M) сипаттамасын есептеу және құру. Есеп 2. Ротор тізбегіне Rдоб = 2r2’ шамасын қосымша кедергі енгізген кезде асинхронды машинаның жасанды механикалық n=f(M) сипаттамасын есептеу және салу. Есеп 3. Ротор тізбегіне Rдоб = 5r2’ шамасына қосымша кедергі енгізген кезде асинхронды машинаның жасанды механикалық n=f(M) сипаттамасын есептеу және салу. Есеп 4. Машинаның роторлық тізбегіне, қосылатын қажетті Rдоб шамасын анықтау, оны қосқан кезде сырғу S = 0,5 тең және моментінің салыстырмалы мәні осыған тең болу M M 2,8. Mн Асинхронды қозғалтқыштың іске қосу аппаратурасын есептеу мысалдары Есептеулер MT-52-8 фазалық роторы бар асинхронды қозғалтқыш үшін келесі паспорт деректері берілген жүргізіледі: - номиналды қуаты Pн = 30 кВт; - номиналды айналу жылдамдығы nн=725 айн/мин; - номиналды кернеу Uн=380 В; - ротордың номиналды тогі Iр.н=74,3 А; - ротордың номиналды Э.Қ.К. Eр.н=257 В; Mк 3 - қозғалтқыштың асқын жүктеме қабілеті; Mн - Э.Қ.К. трансформация коэффициенті Kе=1,41; - статордың белсенді кедергісі r1=0,136 Ом; - статордың индуктивті кедергісі x1=0,225 Ом; - ротордың белсенді кедергісі r2=0,0593 Ом; - ротордың индуктивті кедергісі x2=0,174 Ом. 4 Мысал 1. n = f(M) қозғалтқышының табиғи механикалық сипаттамасын есептеңіз және құрастырыңыз. Статордың тізбегінің фаза сандары mс және ротор тізбегінің фаза сандары mр болса, кедергісінің трансформация коэффициенті Kr тең болады: Kr mc K e2 2 mp (3.1) келтірілген белсенді r2’ және индуктивті x2’ роторлық тізбектің кедергісі осылай анықталады r2’ = r2kr = 0,05932 = 0,1186 Ом (3.2) x2’ = x2kr = 0,1742 = 0,348 Ом (3.3) Қозғалтқыш режимінде жұмыс критикалық сырғуының анықталады S ке r2' r12 ( x 1 x '2 ) 2 істеу 0,1186 0,136 2 0,225 0,348 кезінде машинаның 0,201 (3.4) коэффициенті анықталады Sк r1 0,136 0 , 201 0,23 0,1186 r2' (3.5) Механикалық сипаттаманың теңдеуін n= f(M) салыстырмалы бірліктерде осылай алсақ және моменттің салыстырмалы мәнін белгілесек M M n f ( M) Mн машинаның табиғи қатынасын аламыз механикалық сипаттамалары үшін Mк (1 ) Mн 2 3 1 0,23 7,38 M S 0,201 S 0,201 S Sк 2 0,23 0,46 2 0,201 S 0,201 S Sк S есептеу 2 (3.6) Есептеулерді 1-кестеге келтіреміз, онда бөлгіш белгісімен белгіленеді. Машинасының есептік сырғанау S мәндерінің қатары үшін моменттің салыстырмалы мәнін анықтаймыз. 5 Сурет 3.1 Кесте 1 S 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,3 0,25 0,201 0,15 0,1 0,05 0,04 0,02 0,01 0 S 0,201 7 6 5 4 3 2 1,5 1,25 1 0,75 0,5 0,25 0,2 0,1 0,05 0 0,201 S 0,143 0,167 0,201 0,25 0,334 0,5 0,667 0,8 1 1,33 2 4 5 10 20,1 7,6 6,63 5,66 4,7 3,8 2,96 2,627 2,51 2,46 2,54 2,96 4,7 5,66 10,56 20,6 M 7,38 0,975 1,12 1,31 1,57 1,95 2,5 2,8 2,95 3 2,92 2,5 1,57 1,31 0,7 0,36 0 Салыстырмалы бірліктердегі машинаның есептелген табиғи сипаттамасы n=f(M) берілген (сурет 3.1). S сырғу мәні негізінде машинаның айналу жылдамдығы n (айн/мин) анықталатынын ескеріңіз. Кәдімгі асинхронды машиналар үшін критикалық сырғанау Sk(0,20,3) аймақта орналасқанын ескеріңіз. Пример 2. Мысал 2. Машинаның роторлық тізбегіне Rдоб=0,237 Ом қосымша кедергі енгізген кезде n=f(M) жасанды механикалық сипаттама салу 6 Жасанды механикалық сипаттаманы құру үшін біз қатынасты қолданамыз ' S и r2 R доб Sе r2' (3.7) мұндағы: Sи -жасанды сипаттамада сырғу; Sе -табиғи сипаттамада сырғу. Жасанды сипаттамадағы критикалық сырғу S ки r2' R доб r x1 x 2 1 ' 2 2 0,1186 0,237 0,136 2 0,225 0,348 2 0,603 (3.8) Берілген Rдоб=0,237 мән үшін машинаның роторлық тізбегінде (3.7) қатынасы бойынша сырғанау қатынасы тең болады Sи 0,1186 0,237 3 Sе 0,1186 Механикалық сипаттама теңдеуіндегі коэффициенттің мәні Sки r1 0,136 0,603 0,23 0,1186 0,237 r R доб ' 2 (3.9) (3.6) қатынасына сәйкес жасанды механикалық сипаттаманың есептік теңдеуі болады Mк (1 ) Mн 2 3 1 0,23 7,38 M S 0,603 S 0,603 S Sки 2 0,23 0,46 2 0,603 S 0,603 S Sки S 2 (3.10) Есептеулер 2- кестеде келтірілген, онда бөлгіш белгісімен көрсетілген. Машинаның S сырғуының есептік мәндерінің қатары үшін М моменттің салыстырмалы мәнін анықтаймыз моментінің салыстырмалы мәнін анықтаймыз. 7 Сурет 3.2 Кесте 2 S 1,2 0,9 0,75 0,603 0,45 0,3 0,15 0,09 0,06 0,03 0 S 0,603 0,603 S 2 1,5 1,25 1 0,75 0,5 0,25 0,15 0,1 0,05 0 0,5 0,667 0,8 1 1,33 2 4 6,7 10 20,1 2,96 2,627 2,51 2,46 2,54 2,96 4,71 7,31 10,56 20,61 M 7,38 2,5 2,8 2,95 3 2,92 2,5 1,57 1,01 0.7 0,36 0 Салыстырмалы бірліктердегі машинаның есептелген жасанды сипаттамасы n=f (M) берілген (сурет. 3.2). Мысал 3. Машинаның роторлық тізбегіне қосымша Rдоб=0,593Ом кедергісін енгізу кезінде машинаның n=f(M) жасанды механикалық сипаттамасын салу. ' S и r2 R доб 0,1186 0,593 6 Sе 0,1186 r2' Sки r1 0,136 1,2 0,23 0,1186 0,593 r R доб ' 2 Жасанды механикалық сипаттаманың есептік теңдеуі Sки r2' R доб r2' x 1 x 2 2 0,1186 0,593 0,136 2 0,225 0,348 8 2 1,2 Mк 1 Mн 2 3 1 0,23 7,38 M S 1,2 S 1,2 S Sки 0,46 0,46 2 1,2 S 1,2 S Sки S 2 Есептеулер 3-кестеде келтірілген, онда есептеу қатынасының бөлімі белгімен көрсетілген. Машинасының S есептік сырғанау мәндерінің сериясы үшін моменттің салыстырмалы мәнін анықтаймыз. Салыстырмалы бірліктердегі есептік жасанды механикалық сипаттама n=f (M) (сурет. 3.3) берілген. Кесте 3 S 1,2 0,9 0,6 0,45 0,3 0,18 0,06 0 S 1,2 1,2 S 1 0,75 0,5 0,375 0,25 0,15 0,05 0 1 1,33 2 2,67 4 6,7 20,1 M 2,46 2,54 2,96 3,505 4,71 7,31 20,61 7,38 3 2,92 2,5 2,1 1,57 1,01 0,36 0 Сурет 3.3 Мысал 4. Машинаның роторлық тізбегіне қосуға қажетті Rдоб мәнің анықтау, егер іске қосу кезінде (S=1) машина моментінің салыстырмалы мәні M M Mн 2,8. Машинаның жасанды механикалық n=f(M) сипаттамасын есептеу және құру. (3.6) қатынасына сәйкес есептеу теңдеуі осындай болады Mк (1 ) Mн M M S Sк Mн 2 Sк S 2 2,8 2 3 1 0,23 1 Sки 2 0,23 Sки 1 Sки критикалық сырғу арқылы квадрат теңдеуді шеше отырып, біз осыны қабылдаймыз: 1 7,38 2,8 Sки 0,46 Sки 2 2,8 Sки 6,08 Sк 2,8 0 2 7,38 Sки 2,8 2,8 Sки 1,3 Sки 2 Sки 2,17 Sк 1 0 9 Sки 1,09 1,19 1 Теңдеудің түбірлерін талдай отырып, радикалдың теріс мәні бар теңдеудің түбірі физикалық мағынасы жоқ деген қорытындыға келеміз. Радикалдың оң мәні бар теңдеудің екінші түбірі Sки=1,54. Әрі қарай орындалатын есептеулер жоғарыда қарастырылған мысалдардағы шешімге ұқсас. Sки 1,54 7,7 Sке 0,201 r2' R доб Sки ' r2 7,7 0,1186 0,915Ом Sке R доб 0,915 0,1186 0,7964Ом Салыстырмалы бірліктердегі есептік сипаттама n=f (M) (сурет. 3.4) берілген. жасанды механикалық Кесте 4 S S 1,54 1,54 S 1,54 1,15 0,77 0,38 0,58 0,31 0,23 0,16 0,08 0 1 0,75 0,5 0,25 0,375 0,2 0,15 0,1 0,05 0 1 1,33 2 4 2,67 5 6,7 10 20,1 2,64 2,54 2,96 4,71 3,505 5,66 7,31 10,56 20,61 M 7,38 3 2,92 2,5 1,57 2,1 1,31 1,01 0,7 0,36 0 Сурет 3.4 Мысал 5. Машинаның роторлық тізбегіне қосуға қажетті Rдоб мәнің анықтау, егер іске қосу кезінде (S=0,3) машина моментінің салыстырмалы мәні M M Mн 2,8. Машинаның жасанды механикалық n=f(M) сипаттамасын есептеу және құру. (3.6) қатынасына сәйкес есептеу теңдеуі осындай болады 10 Mк (1 ) Mн M M S Sк Mн 2 Sк S 2 2,8 2 3 1 0,23 0,3 Sки 2 0,23 Sки S Sки критикалық сырғуына арқылы квадрат теңдеуді шеше отырып, біз аламыз: 0,3 Sки 7,38 2,8 0,46 Sки 0,3 2 7,38 Sки 0,84 9,3 Sки 1,29 Sки 2 9,3 Sки 6,09 Sк 0,84 0 Sки 6,09 37 31,3 18,6 Теңдеудің түбірлерін талдай отырып, радикалдың теріс мәні бар теңдеудің түбірі (S0,2) физикалық мағынасы жоқ деген қорытындыға келеміз. Радикалдың оң мәні бар теңдеудің екінші түбірі Sки=0,457. Әрі қарай есептеулер қарастырылған 4-мысалға ұқсас. Sки 0,457 2,28 Sке 0,201 r2' R доб Sки ' r2 2,28 0,1186 0,273Ом Sке R доб 0,273 0,1186 0,1544Ом Салыстырмалы бірліктердегі есептік жасанды механикалық сипаттама n=f (M) (сурет. 3.5) берілген. Кесте 5 S 1,4 1,15 0,91 0,8 0,685 0,57 0,46 0,342 0,228 0,115 0,09 0,07 0,05 0 S 0,201 0,201 S 3 2,5 2 1,75 1,5 1,25 1 0,75 0,5 0,25 0,2 0,15 0,1 0 0,33 0,4 0,5 0,57 0,667 0,8 1 1,33 2 4 5 6,7 10 3,89 3,36 2,96 2,78 2,627 2,51 2,46 2,54 2,96 4,71 5,66 7,31 10,56 M 7,38 1,9 2,2 2,5 2,66 2,8 2,95 3 2,92 2,5 1,57 1,31 1,01 0,7 0 Сурет 3.5 11 6 Кесте Статор Cos F тип Рн, кВТ nном, об/мин Мм/Мн 1 МТ 12 6 3,5 910 2,5 0,73 2 МТ 22 6 7,5 945 2,8 3 МТ 31 6 11 953 4 МТ 52 8 30 5 МТ 63 8 6 n Ротор ном ХХ Ісч, А rc, Ом 0,35 10,3 7,5 2,09 1,565 204 12,2 0,77 0,73 1,76 0,0675 109 0,69 0,27 20,9 15 0,685 0,735 227 21,6 0,29 0,544 1,59 0,142 163 3,1 0,71 0,24 28,4 19,2 0,415 0,465 200 35,4 0,132 0,27 1,84 0,262 218 725 3 0,74 0,23 71,6 44 0,136 0,225 257 74,3 0,059 0,174 1,41 1,42 510 60 577 2,9 0,77 0,16 133 73,8 0,0549 0,16 253 160 0,0332 0,0704 1,42 5,5 1100 МТ 73 10 125 585 3,4 0,73 0,18 286 170 0,0151 0,0731 442 175 0,0338 0,098 0,808 14,2 1850 7 МТО 11 6 1,4 885 2,3 0,65 0,15 5,3 3,9 5,98 3,93 112 9,3 0,695 0,57 3,14 0,0212 51 8 МТ 112 6 5 925 2,5 0,69 0,12 14,8 9,5 1,32 1,39 206 16,6 0,5 0,43 1,72 0,0675 88 9 МТВ 312 6 16 955 2,8 0,77 0,08 37,6 20,6 0,33 0,41 208 49,5 0,099 0,25 1,75 0,313 210 10 МТВ 411 6 22 965 2,8 0,71 0,07 55 33,2 0,19 0,31 225 61 0,066 0,23 1,6 0,5 280 11 МТВ 412 8 22 720 2,8 0,69 0,07 58 37,1 0,207 0,32 234 59 0,09 0,24 1,53 0,75 345 12 МТВ 711 10 100 584 2,8 0,67 0,053 255 180 0,025 0,096 275 230 0,017 0,066 1,28 10,25 1550 13 МТВ 712 10 125 587 2,8 0,66 0,045 320 230 0,016 0,08 345 225 0,02 0,082 1,01 12,7 1700 14 МТВ 713 10 160 587 2,8 0,68 0,04 395 285 0,012 0,061 420 235 0,022 0,098 0,84 15 1900 15 МТВ 511 8 30 720 2,8 0,68 0,06 77 46 0,123 0,245 280 67,5 0,082 0,28 1,28 1,025 410 16 4АК160S4Y3 11 1500 3 0,86 0,16 6 5 0,28 0,6 245 12,2 0,115 0,19 1,5 0,142 163 17 4AK160M4Y 14 1500 3 0,88 0,18 7,5 7 0,17 0,25 420 21,6 0,014 0,154 1,7 0,262 218 18 4AK180M4Y 18 1500 3 0,88 0,15 8 7 0,11 0,12 280 35,4 0,053 0,117 1,2 1,42 510 19 4AK200M4Y 22 1500 3 0,87 0,12 10,8 9 0,055 0,001 250 74,3 0,15 0,077 1,5 5,5 1100 20 4AK200L4Y 30 1500 3 0,87 0,08 8,7 8 0,42 0,04 410 160 0,095 0,054 1,6 14,2 1850 21 4AK225M4Y 37 1500 3,5 0,9 0,07 5,8 4 0,57 0,32 275 175 0,13 0,0347 1,8 0,0212 51 22 4AK250SA4Y3 45 1500 3,5 0,86 0,07 25 22 0,48 0,465 257 9,3 0,25 0,0209 1,7 0,0675 88 23 4AK250SB4Y3 55 1500 3,5 0,9 0,053 45 40 0,28 0,225 253 16,6 0,58 0,0144 2,2 0,313 210 12 Хс, Ом Ерн, В Існ, А Ірн, А rр, Ом Хр, Ом Ктран Jротор Мдвиг 24 4AK250M4Y3 71 1500 3,8 0,96 0,045 23 20 0,22 0,16 442 49,5 0,036 0,27 2,3 0,5 280 25 4AK160S6Y3 7,5 1000 3,8 0,77 0,04 74 70 0,18 0,0731 112 61 0,015 0,189 1,8 0,75 345 26 4AK160M6Y3 10 1000 3,8 0,76 0,06 125 120 0,07 3,93 206 59 0,52 0,17 1,9 10,25 1550 27 4AH160S4 18,5 1450 1,8 0,87 0,12 65 60 0,58 1,39 208 230 0,33 0,163 1,8 12,7 1700 28 4AH200M4 45 1475 2,2 0,89 0,08 95 90 0,31 0,41 225 225 0,19 0,11 1,9 15 1900 29 4AH280M4 160 1470 2,2 0,9 0,07 54 50 0,26 0,31 234 235 0,114 0,002 1,9 0,8 1200 30 4AY200M6 30 975 2,2 0,88 0,07 82 80 0,53 0,002 275 67,5 1,9 1,1 2 0,3 230 13