某起重机吊钩由一台线绕式~H异步电动机拖动 电动机额定数据为:PN=40kW nN=1464r/min λm=2.2 r2=0.06Ω。电动

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某起重机吊钩由一台线绕式~H异步电动机拖动,电动机额定数据为:PN=40kW,nN=1464r/min,λm=2.2,r2=0.06Ω。电动机的负载转矩TL的情况是:提升重物TL=T1=261N·m,下放重物TL=T2=208N·m。

  (1)提升重物,要求有低速、高速两档,且高速时转速nA。为电动机工作在固有特性上的转速,低速时转速nB=0.25nA,电动机工作于转子回路串电阻的特性上。求电动机两档转速及转子回路应串入的电阻值。

  (2)下放重物要求有低速、高速二档,且高速时转速nc为电动机工作在负(逆)相序电源供电的固有机械特性上的转速,低速时转速nD=nB,电动机仍然工作于转子回路串电阻的特性上,求电动机两档转速及转子回路应串入的电阻值。说明电动机运行在哪种状态。

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答案解析

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  • 首先根据题意画出该电动机运行时相应的机械特性,见图所示。点A、B是提升重物时的两个工作点,点C、D是下放重物时的两个工作点。
       
       其次,计算固有机械特性的有关数据:
       额定转差率
       固有机械特性的临界转差率
       额定转矩
       (1)提升重物时电动机两档转速及转子回路串入电阻的计算
       ①转速的计算。提升重物时负载转矩为T1=261N·m=TN
       故高速为nA=nN=1464r/min
       低速为nB=0.25nA=0.25×1464r/min=366r/min
       ②转子回路串入电阻的计算。高速时运行在固有机械特性上,转子回路不需要串电阻。
       低速时转子每相串人电阻RB的计算:
       低速时B点的转差率为
       过B点的机械特性的临界转差率为
       
       因SmR2*,则,故低速时每相串入电阻
       下面再介绍三相线绕式异步电动机在忽略空载转矩、其拖动恒转矩负载运行时,转子回路串入三相对称电阻的计算方法和依据。
       由式和可得
       即
       解上式得到
       若T=TL=常数,则小常数
       故Sm∝S
       这个结果说明,拖动恒转矩负载,电动机电磁转矩恒定不变(T0忽略),线绕式三相异步电动机转子每相串入电阻R后,存在着下列关系:
       S∝Sm∝R2*=r2+R
       利用这一结果进行转子回路串入电阻的定量计算是很方便的。
       (2)下放重物时电动机两档转速及转子回路串入电阻的计算
       下放重物时负载转矩T2=208N·m=0.8TN
       负载转矩为0.8TN在固有机械特性上运行时
       即
       则有0.8S2-4.4×0.1S+0.8×0.12=0
       解上式得转差率S=0.0188(另一解不合理,舍去)
       相应转速降落为△n=Sn0=0.0188×1500r/min=28r/min
       负相序电源供电、高速下放重物时电动机运行于反向反馈制动运行状态,其转速为nc=-n0-△n=(-1500-28)r/min=-1528r/min
       低速下放重物时电动机运行于倒拉反转状态。低速下放转速为nD=-nB=-366r/min
       相应转差率为
       过D点的机械特性的临界转差率为
       低速下放重物时转子每相串入电阻值为RD,则
       即