Rzeszów: 30.01 2001

Napęd elektryczny

projekt

Temat : Silnik asynchroniczny

pierścieniowy.

WYKONAŁ:

GRZEGORZ KIRC IV EDP. L11

• 
  P_N = 16 kW

• U_N = 380 V

• n_N = 718 obr/min

• I_1N = 42,5

• J_spr =3,5 kgm²

• λ_N = 3,0

• E₂₀ = 220 V

• R₂ = 0,118 [V]

• Zaprojektoeac nawrotny układ sterowania silnika (bez hamowania ). Rozruch w funkcji prądu . Moment obciążenia silnika M_N = M_N = const bierny . Dobrać zabiezpieczenia silnika.

• moment znamionowy:

M_N = 9,55

• moment krytyczny

M_kryt = λ * M_N = 3 * 212,81 = 638,4 Nm

• poślizg znamionowy

• poślizg krytyczny

Charakterystyka mechaniczna silnika wyznaczona ze wzorów :

;

n [obr/min]	s =	M =
10	0,99	304
25	0,97	309,51
50	0,93	319,11
100	0,87	340,02
150	0,80	363,50
200	0,73	389,95
250	0,67	419,77
300	0,60	453,30
350	0,53	490,68
400	0,47	531,47
450	0,40	573,84
500	0,33	612,86
550	0,27	637,07
600	0,20	622,83
650	0,13	530,16
700	0,07	317,88
749	0,00	6,81

Charakterystyka mechaniczna silnika.

I_2N = υ ∙ I_1N
;

υ =

Zakładam , że rozruch będzie odbywał się dla : I_{2r max} = 2 ∙ I_2N , I_{2r min} = 1,1 ∙ I_2N

Silnik obciążony momentem mechanicznym zmieniającym się liniowo . (dla n=0 , M_m=0
dla n=n_N , M_m=M_N )

log I_{2r min} = - log I_{2r max} = - 0,266

log I_{2r min} = - 0,266 + log I_{2r max}

log I_{2r max} = 2 ∙ I_2N = 2 ∙ 73,4 = 146,8 [A]

log I_{2r min} = - 0,266 + log(146,8) = 1,9

I_{2r min} = 10^1,9 = 79,56 A

I_{2r min} = 1,084 ∙ I_2N = 1,084 ^. 73,4 = 79,56 [A] I_{2r max} = 2 ∙ I_2N = 2 ∙73,4 = 146,8 [a]

M_min = 1,084 ∙ M_N = 1,084 ^. 212,81 =230,69[A} M_max = 2 ∙ M_N =2 ^. 212,81 =425,61

s₁ =
→ n₁ = n₀ (1- s₁) = 750 (1- 0,542) = 344,25 obr / min

s₂ = s₁² = 0,294 → n₂ = n₀ (1- s₂) = 750 (1- 0,294) = 529,5 obr / min s₃ = s₁³ = 0,159 → n₃ = n₀ (1- s₃) = 750 (1- 0,159) = 630,75 obr / min

s₄ = s₁⁴ = 0,086 → n₄ = n₀ (1- s₄) = 750 (1- 0,086) = 685,5 obr / min

Charakterystyka n =f (M) z włączonymi dodatkowymi rezystorami w obwód wirnika silnika pierścieniowego.

WR

Tr

1 R 1 S 1 T

Stycznikowy przełącznik lewo/prawo

2R 2S 2T

SL

W Z PT SL

SL

SL 1PR 1SR 4SR

1SR 2PR 2SR

4SR 4SR

R_d R_d1 R_d1

2SR 3PR 3SR

3SR 3SR

R_d2 R_d2 R_d2 3SR 4PR 4SR

2SR 2SR

R_d3 R_d3 R_d3 4SR

1SR 1SR

R_d4 R_d4 R_d4

R_d2 = ( R_d1 + R₂ ) ∙ s₁ - R₂ = (
+ 0,118) ∙ 0,542 - 0,118 = 0,349

R_d3 = ( R_d1 + R₂ ) ∙ s₂ - R₂ = (
+ 0,118 ) ∙ 0,294 - 0,118 = 0,135

R_d4 = ( R_d1 + R₂ ) ∙ s₃ - R₂ = (
+ 0,118 ) ∙ 0,159 - 0,118 = 0,019

R_d = R_d1 + R_d2 + R_d3 + R_d4 = 0,744 + 0,349 + 0,135 + 0,019 = 1,237

M_r =
[Nm]

Przyjmuję : J = 3,5 kg ∙ m²

M_N = 9,55

t_c - czas całkowitego rozruchu:

t_c=
+ t_r2 + t_r3 + t_r4

t_c= 0,52 + 0,49 + 0,31 + 0,2 = 1,52[s]

Dla kolejnych stopni rozruchowych korzystam z następujących zależności w których pominąłem reaktancje obwodu wirnika jako małe w porównaniu z sumaryczną rezystancją .

I_Rr =
; I_Rp =
;

1.) I_Rr1 =
=
=177.8 [A] I_Rp1 =
=
= 96.39 [A]

R_d = 1.237[Ω]

2. I_Rr2 =
   =
   = 97.89 [A]; I_Rp2 =
   =
   = 53.10 [A]

R_D2 = R_d - R_d4 = 1.237 - 0.019 = 1.218 [Ω]

3.) I_Rr3 =
=
= 59.72 [A]; I_Rp3 =
=
= 32.29 [A]

R_D3 = R_D2 - R_d3 =1.218 - 0.135 = 1.08 [Ω]

4.) I_Rr4 =
=
= 47.85 [A]; I_Rp4 =
=
= 25.9 [A]

R_D4 = R_D3 - R_d3 =1.08 - 0.349 = 1.08 [Ω]

Dobór zabezpieczeń.

Do zabezpieczeń silnika pierścieniowego zaliczyć możemy:

1. Zabezpieczenie przeciwzwarciowe.

2. Zabezpieczenie przeciążeniowe.

3. Zabezpieczenie przed zanikiem napięcia.

Zabezpieczenie przeciwzwarciowe stanowi bezpiecznik wielkiej mocy o ch-tyce zwłocznej na prąd znamionowy 130 A(co wynika z zależności I_z= I_1n^.λ = 42,5 ^. 3 ≈ 130A).

Zabezpieczenie przeciążeniowe zgodnie z polską normą PN-58/E-05012 stanowi wyzwalacz termiczny nastawiony na prąd 100 A.

Zabezpieczenie przed zanikiem napięcia jest realizowane poprzez układ przekaźników.

1.) Do zabezpieczenia silnika zastosować możemy także wyłącznik silnikowy M 250. Posiada on w sobie wszystkie potrzebne zabezpieczenia, oraz gwarantuje niezawodną pracę silnika.

2.) Jak również zastosować możemy wyłącznik silnikowy GV3 M63 z nastawialnym prądem rozruchu.

Literatura:

1. „Teoria napędu elektrycznego” - S.Bielewski, W-wa 1978

2. „Napęd elektryczny” wyd. 5 - Z.Gogolewski, Z..Kuczewski, W-wa 1972

3. „Maszyny i napęd elektryczny” - H.Kowalewski, W-wa 1983

4. „Dynamika maszyn i układów elektromechanicznych” - A.Puchała

5. „Napęd elektryczny” - praca zbiorowa pod kierunkiem Z.Grunwalda, W-wa 1987

6. „Automatyka napędu elektrycznego” - J.Siwiński, W-wa 1960

7. „Silniki elektryczne małej mocy” - P.Puternicki, W-wa 1975

8. „Zbiór zadań z napędu elektrycznego” - Z.Kuczewski, W-wa 1986

9 „Instalacje elektryczne” - H.Markiewicz, W-wa 1996

10.”Automatyka napedu „ - Bisztyga

11. Zabezpieczenia dobrałem na podstawie katalogów FAEL i SCHNEIDER. 2001r.

4PR

3PR

1PR

2PR

Obliczam poślizg na poszczególnych stopniach rozruchowych oraz odpowiadające im prędkości :

Obliczam rezystancję dodatkową na pierwszym stopniu rozruchowym :

Obliczam rezystancje dodatkowe na pozostałych stopniach rozruchowych :

Obliczam czasy rozruchu :

I stopień rozruchu

I I stopień rozruchu

I I I stopień rozruchu

I V stopień rozruchu

Dobór rozrusznika i wyznaczenie czasu rozruchu :

Obliczam liczbę stopni rozruchowych :

M₁ M₂

I_1min I_2max

R_D4

R_D3

R_D2

Charakterystyka mechaniczna silnika:

Obliczam moment rozruchu :

Silnik asynchroniczny pierścieniowy o danych :

R_d

n₀

n₄

n₃

n₂

n₁

IV

III

II

I

M

I>

I>

I>

V. Dobieram prąd rozruchu I_Rr oraz prąd I_{Rp Irpprzełączania}

---