Расчет и выбор пусковых резисторов приводного АД.

 

Если мощность сети достаточна и допускает прямой пуск асинхронного двигателя, то в качестве приводного двигателя используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Т.к. в задании на курсовую работу мощность сети не оговаривается и, учитывая учебный характер работы, то предусматривается осуществлять непрямой пуск приводного двигателя, т.е. использовать асинхронный двигатель с фазным ротором. Необходимо рассчитать величину сопротивлений пусковых ступеней и выбрать тип используемых резисторов.

 

Асинхронный двигатель серии МТН с фазным ротором:

Таблица 10.1

Металлургические двигатели серии МТН с фазным ротором 380/220В, ПВ%=100%

Тип двигателя	Мощность на валу Р2Н	Номинальная частота вращения nном	Номинальный ток ротора Iрн	ЭДС между кольцами неподвижного разомкнутого ротора Ер.р.	Номинальный момент Мн, Нм	Критический момент Мкр	Момент инерции ротора J	Номинальное скольжение Sн	Критическое скольжение Sкр	Сопротивление фазы ротора Zр	Номинальный кпд ηн
	кВт	Об/мин.	А	В	Нм	Нм	кгм2	%	%	Ом	%
MTH111-6			8,5		20,3		0,0488	0,06	0,7	0,717

 

Для определения числа ступеней:

, (10.1)

где - пиковый момент;

- переключающий момент.

Учитывая, что приводной двигатель пускается практически вхолостую, то его статический момент холостого хода будет составлять не более , поэтому момент переключения можно брать в пределах , т.е.

,

где m=1 –округленное до целого числа ступеней пуска.

 

 

Кратность пускового момента по отношению к переключающему

;

Пусковая диаграмма асинхронного двигателя приведена на рис. 10.1 и имеет одну ступень ускорения.

Рассчитаем величину сопротивления ступени реостата для случая соединение обмоток ротора в звезду:

 

Полное активное сопротивление линий ротора:

Выбираем тип резисторов:

Поскольку продолжительность пуска мала, а постоянная времени нагрева чугунных элементов велика, то и I_эп будет мал. В соответствии с изложенным выбираем ящик №75:

 

Таблица 10.2

Электрические данные ящиков сопротивлений с чугунными сопротивлениями

№ ящика	Длительный ток (нагрев 2700С), А	Сопротивление ящика (холодное), Ом	Сопротивление элемента (холодное), Ом	Постоянная времени нагрева Т, с	Количество элементов	Стандартные ящики	Крановые ящики	Масса ящика
Тип ящика	Форма элемента	Тип ящика	Каталожный № элемента
			0,075			ЯС-101	НС-401	Н		27,9

 

Режим работы тока в резисторе кратковременный. Тепловой расчет сводится к определению эквивалента изменяющегося по времени тока:

, (10.2)

где - постоянный по величине ток, который вызывает установившейся перегрев резистора, равный максимальному перегреву от действия изменяющегося тока в рассмотренном промежутке времени;

- постоянная времени нагрева;

- эквивалентный ток (по теплу) и постоянный по величине ток;

, (10.3)

где , - значение токов в начале и конце интервала.

С помощью формулы Клосса строим пусковые характеристики.

. (10.4)

 

Таблица 10.3

Построение пусковых характеристик АД

S		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
M [Нм]		23,24	43,84	60,10	71,50	78,51	82,02		82,26	80,44	77,98

 

Рисунок 10.1 – Пусковые характеристики АД

Где:

1 – естественная механическая характеристика асинхронного двигателя;

2 – реостатная (пусковая) характеристика АД.

 

 

Время разгона на ступени:

, (10.4)

где - суммарный момент инерции вращающихся частей системы приводной двигатель-генератор, приведенный к валу ротора приводного двигателя.

 

 

При любых значениях тока, проходящего через резисторы, средний ток имеет наименьшую величину, большее значение имеет эквивалентный ток по теплу и самое большее значение – эквивалентный по перегреву.

Для многих практических случаев, когда время цикла по отношению к постоянной времени нагрева мало, удовлетворительные результаты можно получить, если эквивалентный по перегреву ток определить как эквивалентный по теплу, т.е.

 

Возьмем ящик с 40 элементами, используя возможность перестановки зажимов, в отличии от фехралевых, где отводы от элементов выполнены пайкой. Соединим последовательно 36 элементов, получим сопротивление пусковой ступени: