5.1 Исходные параметры для расчета характеристик

Расчет рабочих характеристик проведем с использованием Г-образной схемы замещения фазы машины, представленной на рис. 17. Расчет параметров проводим для практического диапазона работы двигателя: от S=0 до 1.4 S_ном. Расчет процесса пуска от S=1 до S_ном требует учета изменения некоторых параметров схемы замещения и проводится отдельно в конце раздела.

Исходные данные, необходимые для проведения расчета рабочих характеристик: Р_2ном=18 [Вт]; U_1фном=220 [В]; 2р=8; I_1фном=37.11 [А];

(Р_с1+Р_мех+Р_сg)=948.7+40.8+1191.92=2181.42 [Вт]; С₁=1+X₁/X₁₂=1+0.015/22=1; Р_gном =101.65 [Вт]; I_оа=4.6 [А]; I_ор=10 [А]= I_; R₁=0.19 [Ом]; R¹₂=0.12 [Ом];

а=С₁*R₁=1*0.19=0.19 [Ом]; а¹=С₁²=1;

в=С₁*(X₁+С₁*X¹_2­)=1*(0.015+1*0.87)=0.885 [Ом]; в¹=0. Предварительно принимаем S_ном=R¹_2*=0.02. Для проведения расчета в заданном диапазоне задаем конкретную величину скольжения S=0.005, 0.01, 0.015, 0.022, 0.025, 0.03. После проведения расчетов уточним величину S_ном, соответствующую P_2ном по кривой S=f(P₂).

5.2 Последовательность расчета необходимых параметров

Расчет параметров проводим в такой последовательности:

Используя исходные данные и текущие значение заданной величины скольжения:

- вычисляем меняющееся активное сопротивление обмотки ротора,

а¹* R₂¹/S_, оно меняется в зависимости от изменения S;

- находим активное сопротивление ветви обмотки ротора в схеме замещения, R=а+а¹*R¹₂/S=0.19+1*0.12/0.005=24.19;

- определяем индуктивное сопротивление ветви обмотки ротора,

X=в=С₁*(X₁+С₁*X¹_2­)=0.885 [ Ом];

- полное сопротивление указанной ветви находим по выражению Z=R²+X²=(24.39²+0.885²)=24.2;

- в соответствии с законом Ома находим текущее значение тока в фазе обмотки ротора по схеме, I₂¹¹=U_1фном/Z=220/24.2=9;

- вычисляем коэффициент мощности для рассматриваемой ветви ротора, Cos¹₂= R/Z=24.19/24.2=0.99;

- находим Sin¹₂= X/Z=0.885/24.2=0.0366;

- определяем активную составляющую тока в фазе обмотки статора,

I_1а= I_0а+I₂¹¹*Cos¹₂=4.6+9*0.99=13.6 [ А];

- реактивную составляющую тока в фазе обмотки статора находим аналогично, I_1р= I_0р + I₂¹¹* Sin¹₂ = 10+9*0.0366=10.3 [А];

- имея составляющие, находим текущее значение тока в фазе обмотки статора, I₁=I_1а²+I_1р²= ;

- ток в фазе обмотки ротора приведен к обмотке статора,

I₂¹=С₁*I₂¹¹=1*9.09=9.09;

- активную мощность, потребляемую двигателем из сети, найдем по выражению Р₁=3*U_1фном*I_1а=3*220*13.6=8976 [кВт];

- электрические потери мощности в проводниках обмотки статора,

Р_э1 =3 I_1ф²* R₁= _;­

- электрические потери мощности в проводниках обмотки ротора,

Р_э2 =3 I₂²* R₂¹= ;

- находим добавочные потери мощности в машине для режима, отличающегося от номинального,

Р_g=Р_gном(I_1ф/I_1фном)²= ;

- суммарные потери мощности при данной механической нагрузке на валу двигателя,

Р=Р_э1+Р_э2+Р_с1+Р_мех+ Р_g=165.89+29.75+948.7+40.8+21.48=1206.62;

- вычисляем полезную механическую мощность на валу двигателя,

Р_2.=Р₁- Р=8976-1206.62=7769.38 [Вт];

- находим текущий коэффициент полезного действия при преобразовании электрической энергии в механическую, =1- Р/ Р₁=1-3304.16/17173.2=0.808;

- вычисляем текущую частоту вращения ротора,

n₂=n₁(1-S)=750(1-0.005)=746.25;

- находим вращающий момент на валу машины,

М=9.55Р_2./n₂=9.55*7769.38/746.25=99.43;

- текущее значение коэффициента мощности в обмотке статора,

Cos₁ =I_1а/I₁=13.6/17.06=0.797;

- заносим рассчитываемые параметры в табл. 8 для соответствующего текущего скольжения;

- по данным, приведенным в табл. 8 строим рабочие характеристики проектируемого двигателя, представленные на рис.18.

График зависимости

График зависимости

График зависимости

График зависимости

График зависимости

График зависимости

График зависимости