Вопрос для самоконтроля

1. Перечислите номинальные параметры трёхфазного асинхронного электродвигателя.

Механическая характеристика

Механическая характеристика электродвигателя с короткозамкнутым ротором представляет собой зависимость угловой скорости вращения ротора электродвигателя от момента на его валу  = f(М) (рис.7.3).

Двигательному режиму соответствует участок механической характеристики от  = ₀ до  = 0 (пуск электродвигателя начинается в точке  = 0), генераторному режиму – участок от   ₀ , тормозному режиму – участок от   0.

Механическая характеристика рабочей машины представляет собой зависимость момента сопротивления рабочей машины от угловой скорости вращения вала М_с = f():

, (7.14)

где М_с – момент сопротивления рабочей машины, Нм;

М₀ – момент трогания рабочей машины, Нм;

М_с.н – номинальный момент сопротивления рабочей машины, Нм;

_с – угловая скорость рабочей машины, рад/с;

_с.н – номинальная угловая скорость рабочей машины, рад/с;

х – показатель, характеризующий рабочую машину.

Г рафически механические характеристики рабочих машин показаны на рис.7.4.

Механические характеристики рабочих машин подразделяются следующим образом:

1. Не зависящая от скорости (х = 0), то есть момент сопротивления не изменяется при изменении скорости (транспортёры, подъёмные краны и др.).

2. Линейно-возрастающая (х = 1).

3. Параболическая (х = 2), то есть момент сопротивления зависит от квадрата скорости (центробежные насосы, вентиляторы и другие).

Е сли на одной плоскости нанести механические характеристики асинхронного электродвигателя и рабочей машины, то точка пресечения этих характеристик будет рабочей точкой (точкой, в которой будет работать система «электродвигатель – рабочая машина»).

На рис.7.5 в качестве примера показаны механическая характеристика асинхронного электродвигателя и параболическая механическая характеристика рабочей машины.

Пример 7.4

Асинхронный электродвигатель приводит во вращение рабочую машину с параболической механической характеристикой. Момент трогания рабочей машины равен 10 Нм, номинальный момент сопротивления рабочей машины равен 50 Нм,

Определить момент сопротивления рабочей машины при снижении угловой скорости рабочей машины на 10 % относительно номинального значения.

Решение.

1. Определяем момент сопротивления рабочей машины по (7.14):

.

Вопросы для самоконтроля

1. Что понимается под механической характеристикой трёхфазного асинхронного электродвигателя?

2. Изобразите качественно механическую характеристику трёхфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и покажите на ней участки, которые соответствуют двигательному, генераторному и тормозному режимам.

3. Запишите и расшифруйте уравнение механической характеристики рабочей машины.

4. Изобразите качественно механические характеристики рабочей машины.

5. Изобразите качественно на одной плоскости механическую характеристику трёхфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и механическую характеристику рабочей машины. Покажите рабочую точку.

6. Что такое рабочая точка механической характеристики?

Расчёт механической характеристики

Рассмотрим основные точки механической характеристики асинхронного электродвигателя (рис.7.6):

1 ) точка пуска электродвигателя:

 = 0 ; М = М_п ;

2) точка минимального момента при пуске электродвигателя:

 = _min ; М = М_min ;

3) точка критической работы электродвигателя:

 = _кр ; М = М_кр ;

4) точка номинальной работы электродвигателя:

 = _н ; М = М_н ;

5) точка идеального холостого хода электродвигателя:

 = ₀ ; М = 0 .

Эти точки механической характеристики можно рассчитать по паспортным и каталожным данным электродвигателя, для чего необходимы:

• номинальная мощность (Р_2н);

• число пар полюсов (р);

• частота тока в питающей сети (f);

• номинальная скорость вращения (n_н);

• критическое скольжение (s_кр);

• минимальное скольжение (s_min);

• кратность критического момента (m_кр);

• кратность минимального момента (m_min);

• кратность пускового момента (m_п).

Кратности критического, минимального и пускового моментов – это отношение указанных моментов к номинальному моменту.

Алгоритм расчёта следующий:

1. Определяем синхронную угловую скорость вращения:

₀ = 2n₀ / 60 .

2. Определяем номинальную угловую скорость вращения:

_н = ₀ (1– s_н ) .

3. Определяем критическую угловую скорость вращения:

_кр = ₀ (1– s_кр) .

4. Определяем минимальную угловую скорость вращения:

_min = ₀ (1– s_min ) .

5. Определяем номинальный момент:

М_н = Р_2н / _н .

6. Определяем критический момент:

М_кр = m_кр М_н .

7. Определяется минимальный момент:

М_min = m_min М_н .

8. Определяем пусковой момент:

М_п = m_п М_н .

Пример 7.5

Асинхронный электродвигатель с номинальной мощностью 3 кВт и двумя парами полюсов получает питание от сети с частотой 50 Гц и приводит во вращение рабочую машину с номинальной скоростью 1450 об/мин. Электродвигатель имеет критическое скольжение 0,33, минимальное скольжение 0,85, кратность критического момента 2,3, кратность минимального момента 1,1, кратность пускового момента 2,1.

Рассчитать механическую характеристику электродвигателя.

Решение.

1. Определяем синхронную скорость вращения:

.

2. Определяем синхронную угловую скорость вращения:

.

3. Определяем номинальное скольжение:

.

4. Определяем номинальную угловую скорость вращения:

_н = ₀ (1– s_н) = 157 (1 – 0,033) = 151,8 рад/с.

5. Определяем критическую угловую скорость вращения:

_кр = ₀ (1– s_кр) = 157 (1 – 0,33) = 105,2 рад/с.

6. Определяем минимальную угловую скорость вращения:

_min = ₀ (1– s_min) = 157 (1 – 0,85) = 23,6 рад/с.

7. Определяем номинальный момент:

Нм.

8. Определяем критический момент:

М_кр = m_кр М_н = 2,319,8 = 45,5 Нм.

9. Определяем минимальный момент:

М_min = m_min М_н = 1,119,8 = 21,8 Нм.

10. Определяем пусковой момент:

М_п = m_п М_н = 2,119,8 = 41,6 Нм.