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.