Практическая работа № 1 Расчёт рабочих характеристик асинхронного двигателя

1. Цель практической работы

Целью расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя является практическое применение студентами теоретических знаний, полученных при изучении дисциплины «Электромеханические преобразователи энергии в системах управления технологическими процессами» путем решения конкретных инженерных задач, и приобретение ими навыков в проектировании основных элементов в системах управления технологическими процессами.

2. Теоретическая часть

2.1 Исполнения электрических машин

Классификация конструктивных исполнений электрических машин дана в публикации МЭК 34-7 и в ГОСТ 2479-79. Согласно этим документам обозначение конструктивного исполнения машин состоит из букв IМ - начальные буквы английских слов International, Mounting (международное обозначение исполнения по способу монтажа) и следующих за ними цифр. Первая цифра (от 1 до 9) обозначает группу конструктивного исполнения:

1 - машина на лапах с двумя подшипниковыми щитами;

2 - машина на лапах с двумя подшипниковыми щитами с фланцем на подшипниковом щите;

3 - машина без лап, с подшипниковыми щитами с фланцем на подшипниковом щите (щитах);

4 - машина без лап с подшипниковыми щитами с фланцем на станине;

5 - машина без подшипниковых щитов и т.д.

Асинхронные двигатели серии Интерэлектро производятся только по первым трём группам.

Вторая и третья цифры обозначают способ монтажа. Например, при группе конструктивного исполнения 1 цифры 00 обозначают, что машина предназначена для эксплуатации с горизонтальным расположением вала и креплением к фундаменту лапами. Цифры 01 обозначают, что машина предназначена для эксплуатации с вертикальным расположением вала, креплением с помощью лап к вертикальной поверхности, выступающий конец вала направлен вниз. При группе конструктивного исполнения 3 цифры 01 обозначают, что машина предназначена для эксплуатации с вертикальным расположением выступающего конца вала вниз, креплением к фундаменту с помощью фланца и т.д.

Четвертая цифра (от 0 до 8) обозначает исполнение выступающего конца вала. Концом вала называется часть вала, выступающая за подшипник. Электрические машины могут иметь следующие исполнения концов вала:

1. - машина не имеет выступающего конца вала;

2. - выступающий конец вала один, цилиндрический;

3. - два цилиндрических;

4. - один конический;

5. - два конических;

6. - один фланцевый и т.д.

Асинхронные двигатели серий обычно выпускаются с одним цилиндрическим концом вала (цифра 1), а по мере потребности они выпускаются с двумя цилиндрическими концами вала (цифра 2).

Исполнения электрических машин по степени защищённости регламентируются ГОСТ 14254-96. Согласно стандарту обозначение степени защищённости состоит из букв IP - начальные буквы английских слов International, Protection (международное обозначение степени защищённости) и следующих за ними двух цифр.

Первая цифра (от 0 до 6) характеризует защищённость машины от попадания внутрь посторонних предметов и защиту обслуживающего персонала от возможного соприкосновения с вращающимися и токоведущими частями, находящимися внутри машины. Например, цифра 2 обозначает защищённость машины от проникновения внутрь посторонних предметов диаметром свыше 12 мм и защиту от возможного соприкосновения пальцев с токоведущими и вращающимися частями внутри машины. Цифра 4 обозначает защищённость от проникновения внутрь машины предметов диаметром более 1 мм и т.д.

Вторая цифра (от 0 до 8) характеризует защищённость машины от попадания воды. Например, цифра 2 обозначает защищённость машины от капель воды, падающих под углом до 15⁰ к вертикали. Цифра 3 - от капель воды, падающих под углом до 60⁰ к вертикали, а цифра 4 - защита от брызг воды любого направления и т.д.

Обозначение способов охлаждения регламентируется ГОСТ 20459-87. Согласно стандарту обозначение способов охлаждения состоит из букв 1C - начальные буквы слов International, Cooling (международное обозначение способов охлаждения) и следующих за ними буквой и парой цифр. Буква обозначает вид хладагента. Если для охлаждения машины используется воздух, то буква опускается.

Первая цифра (от 0 до 8) характеризует исполнение вентиляционного тракта. Например, цифра 0 обозначает свободную циркуляцию. Цифра 4 - охлаждение с помощью наружной поверхности.

Вторая цифра (от 0 до 8) характеризует способ передвижения хладагента. Например, цифра 0 обозначает свободную конвекцию, а цифра 1 - самовентиляцию. Если машина имеет две или более цепей охлаждения, то в обозначении указывают характеристики всех цепей охлаждения, начиная с характеристики цепи с вторичным хладагентом.

Конструкция и исполнение машин должны предусматривать способность противостоять в условиях эксплуатации воздействию климатических факторов внешней среды. Климатическое исполнение и категория размещения электрических машин регламентируется ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70. Климатическое исполнение имеет буквенное обозначение. Например, буква У обозначает, что машина предназначена для эксплуатации на реках, суше и озёрах для макроклиматических районов с умеренным климатом, а буквы ХЛ - с холодным климатом. Буква В обозначает, что электрическая машина может эксплуатироваться в любом макроклиматическом районе на реках, суше и озёрах, а также на морских судах с неограниченным районом плавания.

Категория размещения имеет цифровое обозначение (от 1 до 5). Например, цифра 3 обозначает, что машина предназначена для эксплуатации в закрытых помещениях, где колебания температуры, воздействие пыли и влаги существенно ниже, чем вне помещения (помещение без искусственного регулирования климатических условий). Цифра 4 обозначает, что машина предназначена для эксплуатации в закрытых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями. Цифровое обозначение категории размещения следует за буквенным обозначением климатического исполнения. Например, УХЛ3.

ГОСТ 183-74 предусматривает номинальные режимы работы электрических машин с условным обозначением S1 - S8. Наиболее распространённым является продолжительный режим работы, S1. Этот режим характеризуется продолжительностью работы, достаточной для того, чтобы при неизменной нагрузке машины все её части нагрелись до установившейся температуры.