Анализ способов пуска асинхронного двигателя в нормальном и тяжелом режимах в программном комплексе ETAP

ВВЕДЕНИЕ 6
2. СПОСОБЫ ПУСКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 13
2.1. Прямой пуск асинхронного двигателя 13
2.2. Пуск «звезда – треугольник» 14
2.3. Пуск с использованием устройства плавного пуска 15
2.4. Автотрансформаторный пуск 16
2.4. Пуск с использованием преобразователя частоты 18
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ ETAP 20
4. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПУСКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ 24
4.1. Анализ прямого пуска асинхронного двигателя в нормальном режиме 24
4.2. Анализ частотного регулирования асинхронного двигателя в нормальном режиме 26
4.3. Анализ плавного пуска асинхронного двигателя в нормальном режиме 29
4.4. Анализ автотраснформаторного пуска асинхронного двигателя в нормальном режиме 32
4.5. Анализ пуска конденсатор на шине асинхронного двигателя в нормальном режиме 34
5. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПУСКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В ТЯЖЕЛОМ РЕЖИМЕ 37
5.1. Анализ прямого пуска асинхронного двигателя в тяжелом режиме……… 37
5.2. Анализ частотного регулирования асинхронного двигателя в тяжелом режиме 40
5.3. Анализ плавного пуска асинхронного двигателя в тяжелом режиме 43
5.4. Анализ автотрансформаторного пуска асинхронного двигателя в тяжелом режиме 46
5.5. Анализ пуска конденсатор на шине асинхронного двигателя в тяжелом режиме 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 54

Весь текст будет доступен после покупки

В моей выпускной работе я буду рассматривать пуск асинхронного двигателя и влияние пуска на систему, находящуюся в одинаковых условиях эксплуатации. Проведу исследование способов пуска в двух режимах работы: в нормальном режиме и в тяжелом режиме работы.
Свои исследование в сфере пуска асинхронного двигателя я начала с использования теоретических знаний о способах пуска двигателей. Для исследования я выбрала пять способов пуска асинхронного двигателя – прямой пуск, пуск с использованием преобразователя частоты, плавный пуск с использованием УПП, автотрансформаторный пуск и пуск конденсатор на шине. Используя программный комплекс ETAP, проделала несколько опытов, привела зависимости параметров от времени и сделала вывод о проделанной работе. Началом моей работы послужил доклад на научно-исследовательской конференции.

Весь текст будет доступен после покупки

На промышленных предприятиях для приведения в движение рабочих машин широко используются электродвигатели. Они потребляют большую часть электроэнергии, которая вырабатывается на электростанциях. Надёжность работы основного оборудования любого промышленного предприятия зависит от правильного выбора типа и мощности электродвигателя, его систем управления и защиты. Для решения данных вопросов нужно учитывать не только нормальные условия работы электрических двигателей, но и ненормальные режимы работы, которые могут возникнуть в процессе их эксплуатации.
Самое большое применение в электроприводе нашли асинхронные электродвигатели. Они достаточно просты в конструктивном исполнении, надёжны в работе, небольшие по габаритам и стоимости. У них высокий КПД и простое управление.
Общий вид и конструкция асинхронного двигателя общепромышленного применения (см. рис. 1 и 2). Устройство асинхронного двигателя схематично изображено (см. рис. 2).

Асинхронный двигатель АИР56А4У3
Статор состоит из станины 1, представляющий собой стальной полый цилиндр, являющейся механическим остовом машины. Внутри станины крепится стальной цилиндрический сердечник магнитопровода статора 2. На внутренней поверхности сердечника статора имеются продольные пазы. В пазах статора уложены проводники обмотки статора 3 [5].

Конструкция асинхронного двигателя
Как и все электрические машины, двигатель с беличьей клеткой состоит из вращающейся части – ротора и неподвижной части – статора. Статор и ротор отделены воздушным зазором. Статор включает в себя три отдельные обмотки, повёрнутые одна относительно другой на 120°.
Трёхфазное синусоидальное напряжение, прикладываемое к обмоткам, создаёт трёхфазное магнитное поле в воздушном зазоре. Скорость вращения поля зависит от частоты питающего напряжения. Иными словами, трёхфазное поле синхронизировано с частотой питающего напряжения. Приведём (формулу 1) числа оборотов магнитного трёхфазного поля:
n_s=60f/p , (1)
где f-частота питающей сети; 60-коэффициент перевода из секунд в минуты; р- число пар полюсов. Таким образом, перед конструированием двигателя с беличьей клеткой, необходимо определить требуемую скорость для этого двигателя. Двигатель, имеющий четыре полюса – является двигателем с 2 парами полюсов и скорость поля статора равна 1500 об/мин. При увеличении числа пар полюсов, синхронная скорость уменьшается.
Основные свойства асинхронных двигателей определяются механическими характеристиками, зависимостями тока статора и коэффициента мощности от скольжения, кратность максимального момента, кратность пускового тока, кратность пускового момента, критическое скольжение и другие. Все вышеперечисленные характеристики различны между асинхронным двигателем с фазным ротором и с короткозамкнутым ротором (беличьей клеткой). В данной работе будет рассмотрен асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Учтём, что при анализе характеристик асинхронных электродвигателей обычно принимают ряд допущений, таких как насыщение стали, сопротивление рассеяния обмоток статора и ротора, сопротивление намагничивания асинхронного двигателя, обычно пренебрегают добавочными потерями от потоков рассеяния и гармоническими составляющими вращающего момента. При таких упущениях характеристики электродвигателей могут быть получены из Т - образной эквивалентной схемы замещения (см. рис. 3):

Схема замещения асинхронного двигателя
Принимаем следующие обозначения U_1-фазное напряжение на выводах статора, оно же напряжение сети; R_1- активное сопротивление обмоток статора; X_1-индуктивное сопротивление рассеяние обмоток статора; R_2- активное сопротивление ротора, приведённое к обмотке статора; X_2- индуктивное сопротивление рассеяния ротора, приведённое к обмотке статора; ? R?_0- активное сопротивление ветви намагничивания, которое определяется потерями на гистерезис и вихревые токи; X_0-индуктивное сопротивление ветви намагничивания, соответствующее основному магнитному потоку электродвигателя; I_1- ток статора; I_0- ток намагничивания; I_2-ток ротора, приведённый к обмотке статора; E-ЭДС электродвигателя; s-скольжение электродвигателя, рассчитывающееся по (формуле 2):
s=((w_0-w))/w_0 , (2)
где w-угловая скорость ротора; f_1- частота тока статора; p-число пар полюсов электродвигателя [3].

Весь текст будет доступен после покупки

1. А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшков, М.Н. Околович «Электрическая часть станций и подстанций.» Энергоатомиздат, 1990– 576 с.
2. И.А. Сыромятников «Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей.» Четвертое издание, переработанное и дополненное под редакцией Л.Г. Мамиконянца, 1984– 243 с.
3. С.Н. Вешеневский «Характеристики двигателей в электроприводе.» Изд. 6-е, исправленное. М., «Энергия», 1977– 432 с.
4. А.Ш. Маджидов «Исследование способов пуска трехфазных асинхронных двигателей в системе собственных нужд.» Вестник Северо-Кавказского федерального университета, 2020 – 34 с.
5. В.С. Проскуряков, С.В. Соболев. Электротехника. Асинхронный двигатель: Учебное пособие. – Екатеринбург: УГТУ (УПИ), 2008. – 41 с.
6. Lozica Ivanovic «Тesting of the Electromotor Power Transmitter Properties», 2013.

Весь текст будет доступен после покупки