14.Рабочие характеристики ад и порядок их расчета
Рабочими характеристиками АД называют зависимости: Р1, I1, cos φ, η, S=f(P2).
Методы расчета характеристик базируются на системе уравнений токов и напряжений АД, которой соответствует Г-образная схема замещения.
Перед началом расчета выписываем значения постоянных, не зависящих от скольжения величин: Р2н, U1H, 2p, I1H, Pдоб, I0a, I0p, r1, r2, c1, a’, a, b’, b. А так же задаемся скольжением S.
Напишем эти формулы в том порядке, в каком рекомендуется производить расчеты, причем в скобках укажем, как рассчитываются отдельные величины по опытным данным:
1)
;
2)
,
где
;
(
;
r1 измеряется
при постоянном токе;. rк
и хк определяются по данным
опыта короткого замыкания);
3
)
;
;
4)
;
5)
(можно принять
;
);
6)
;
;
7) активный ток
статора
;
8) реактивный ток
статора
;
9)
;
;
10) электрическая мощность статора P1 = m1U1I1cosφ1;
11) электрические
потери в обмотках статора и ротора
;
;
12) потери холостого
хода за вычетом электрических потерь
;
13) добавочные
потери при нагрузке
;
14) сумма всех потерь
;
15) мощность на валу
;
16) к.п.д.
.
17)
При расчете по
приведенным формулам нужно задаваться
значениями скольжения примерно в
пределах s = (0,2
1,3),
где номинальное скольжение sн
предварительно может быть взято из
кривой. Достаточно произвести расчеты
для пяти-шести значений скольжения,
выбирая их приблизительно через равные
интервалы.
15. Главные размеры, электромагнитные нагрузки машин постоянного тока, их влияние на характеристики и коммутацию.
Наружный диаметр якоря D, расчетная длина якоря l.По заданной мощности шкале увязки определяется высота оси вращения, по h определяется D. Предварительное значение электромагнитной мощности, Вт,
;
-
Расчетная длина воздушного зазора(основное уравнение), м,
где nном – номинальная частота вращения двигателя, об/мин;
– коэф. полюсного перекрытия;
ведет к полюсной дуги b, следовательно, межполюсное окно, что приводит к проникновению основного потока в межполюсное окно и ухудшению коммутации.
A - линейная нагрузка.
При А (при постоянной геометрии листа якоря) число проводников обмотки якоря N, число витков секции WC, сечение проводника J –плотность тока, сопротивление якоря потери и КПД, ухудшается тепловой режим машины, с WC ухудшаются показатели коммутации (возрастают реактивная ЭДС ер и ЭДС вращения ев). Для улучшения коммутации необходимо увеличивать МДС дополнительных полюсов.
B - маг.инд. в воздушном зазоре – характеристика магнитной цепи.
С B (при постоянной геометрии листа якоря) BZ1 F Fz- растёт суммарная МДС F обмотки возбуждения, число витков ОВ, добавочные и основные потери в стали. Значение B определяется значение Вqd что приводит к ухудшению коммутации. Кроме того при увеличении индукции в воздушном зазоре насыщаются отдельные участки магнитной цепи.
Основное ур. проектирования - определяет связь гл размеров ЭМ с номинальными данными машины и нагрузками.
;
-
ЭДС обмотки статора (якоря)
;
-
основной магнитный поток в зазоре
Постоянная Арнольда
Она показывает использование активной части машины на единицу мощности.
Электромагнитные нагрузки показывают эффективность использования активной части машины. А-линейная нагрузка определяется отношением тока всех витков обмотки к длине окружности. Её значение показывает какой ток приходится в среднем на единицу длины окружности зазора машины. Является характеристикой пазовой части магнитопровода статора (якоря). Определяет активное сопротивление, площадь пазов, плотность тока, КПД, тепловой режим, cosφ. Вδ- индукция в воздушном зазоре, определяет поток машины при данном диаметре по зазору и числу полюсов и уровень индукции в отдельных частях магнитопровода. Чем выше нагрузки тем больше коэффициент использования. Индукция определяет МДС которая необходима для наведения заданной ЭДС в обмотках. Влияет на использование магнитной цепи, КПД, cosφ, нагрев.