3.13.Расчет рабочих характеристик ад
Рабочие характеристики АД –
это зависимости
.
Расчет рабочих характеристик базируется
на уравнениях для напряжений и токов,
полученных на основе схем замещения.
При этом для расчетов используются как
Г – образные, так и Т – образные схемы
замещения, в частности, схема, предложенная
Т.Г. Сорокером, содержащая включенный
на выводы внешней цепи резистор, потери
в котором равны суммарным потерям в
стали.
3.14.Расчет пусковых характеристик ад
При пуске частота тока в
роторе равна частоте сети. При этом в
стержнях ротора проявляется эффект
вытеснения тока, в результате чего
активное сопротивление обмотки ротора
увеличивается, а индуктивное уменьшается,
что оказывает заметное влияние на
пусковые характеристики. Изменение
параметров ротора учитывается при
помощи коэффициента вытеснения
,
показывающего, во сколько раз увеличилось
активное сопротивление, и коэффициента
демпфирования
,
показывающего, как уменьшилась магнитная
проводимость участка паза ротора,
занятая проводником с током, при действии
эффекта вытеснения. Для прямоугольных
стержней эти коэффициенты определяются
выражениями:
где
- приведенная высота стержня.
В этой формуле
- высота стержня ротора;
и
- ширина стержня и паза соответственно;
- частота тока в роторе;
- удельное сопротивление материала
стержня при рабочей температуре.
При
эффект вытеснения тока практически не
влияет на параметры ротора.
Кроме эффекта вытеснения тока, на параметры ротора и статора существенное влияние оказывает насыщение стали магнитопровода потоками рассеивания. Насыщение коронок зубцов приводит к увеличению магнитного сопротивления для части потока рассеивания, замыкающегося по верхней части паза, поэтому коэффициент магнитной проводимости пазового рассеивания снижается. Несколько снижается и проводимость дифференциального рассеивания. Уменьшение потока пазового рассеивания учитывается введением дополнительного раскрытия паза
3.15.Расчет пуска асинхронных двигателей
Расчет пуска включает в себя определение зависимости частоты вращения от времени в течение пуска, определение длительности пуска и потерь электрической энергии в обмотках статора и ротора за время пуска.
Расчет пуска базируется на основном уравнении динамики электропривода:
где
- относительное значение момента,
развиваемого двигателем;
-
относительное значение статического
момента на валу двигателя;
- относительное значение динамического
момента.
Относительное значение динамического момента равно:
где
- момент инерции системы относительно
вала двигателя.
Так как
,
,
тогда для относительного значения
динамического момента получаем:
В этом уравнении
- электромеханическая постоянная
времени:
Длительность пуска может быть определена из уравнения………………………
Аналитическое интегрирование уравнения вызывает определенные трудности, поэтому, имея расчетную механическую характеристику двигателя и задаваясь зависимостью статического момента от скольжения, время пуска можно определить численным интегрированием.
Потери энергии в обмотке ротора за время равны:
Потери энергии в обмотке ротора за все время пуска:
Потери энергии в обмотке статора за равны:
Потери энергии в обмотке ротора за все время пуска:
потерями энергии в стали сердечников и механическими потерями можно пренебречь и считать, что суммарные потери энергии в самом двигателе за период пуска равны:
Расчет нагрева обмоток при пуске
При пуске АД 90…95 % всех потерь выделяется в обмотках за небольшой период времени, при этом выделившаяся энергия идет в основном на нагрев самих обмоток и частично передается сердечникам, а также воздуху внутри машины. При небольшой продолжительности пуска процесс нагрева обмоток статора можно считать адиабатическим, по крайней мере, при времени пуска до 10 с. В этом случае превышение температуры обмотки статора в конце пуска:
где
- удельная теплоемкость меди;
- масса меди обмотки статора.
Превышение температуры обмотки ротора в конце пуска:
где
- удельная теплоемкость материала
обмотки ротора;
- масса материала обмотки ротора.