4.5. Рабочие характеристики двигателя
В основу аналитического метода расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя положенная схема замещения с вынесенным контуром, который намагничивает (Г-образная схема). Расчет выполняется для номинальной нагрузки.
4.5.1. Полная механическая мощность при избранной нагрузке, Вт
. (4.53)
4.5.2. Скольжение при выбранной нагрузке
,
(4.54)
где
- является функцией полной механической
мощности
;
и
- расчетные сопротивления, Ом
.
4.5.3.
Эквивалентное сопротивление рабочей
цепи схемы замещения, по которой проходит
ток
,
Ом
,
(4.55)
где
;
,
-
коэффициент приведения.
4.5.4. Приведенное значение тока в обмотке ротора, А
,
(4.56)
где
-
ток в рабочей цепи схемы замещения.
4.5.5. Коэффициент мощности в рабочей цепи схемы замещения
,
(4.57)
4.5.6.
Активная составляющая тока
,
А
,
(4.58)
4.5.7. Реактивная составляющая тока , А
,
(4.59)
4.5.8. Активная составляющая тока статора, А
,
(4.60)
где
- активная составляющая тока идеального
холостого хода.
4.5.9. Реактивная составляющая тока статора, А
,
(4.61)
где
- реактивная составляющая тока идеального
холостого хода.
4.5.10. Ток статора асинхронного двигателя, А
.
(4.62)
4.5.11.Коэффициент мощности двигателя
.
(4.63)
4.5.12. Потребляемая двигателем мощность, Вт
Электрические
потери
,
,
. (4.64)
4.5.13. Частота обращения ротора, об/мин
.
(4.65)
4.5.14. КПД при выбранной нагрузке, о.е
.
(4.66)
4.5.15. Электромагнитный момент, Нм
.
(4.67)
4.5.16. Номинальный момент на валу двигателя, Нм
.
(4.68)
4.6. Построение механической характеристики
В результате
выполнения данного раздела может быть
получена зависимость электромагнитного
момента от скольжения, которое
характеризует пуск и разгон двигателя.
С целью упрощения принято
.
4.6.1. Максимальный электромагнитный момент, о.е.
. (4.69)
4.6.2. Критическое скольжение
.
(4.70)
4.6.3. Механическая характеристика по формуле Клосса
, (4.71)
Результаты расчета заносятся в табл. 10.
Таблица 10 |
|||||||||||||
|
0 |
|
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.6.4. Ток, потребляемый двигателем в режиме пуска, А
.
(4.72)
4.6.5. Построение полученной механической характеристики выполняется на распечатках пусковых характеристик, выполненных на ПЕОМ с учетом изменения параметров двигателя из-за насыщения и вытеснения. При сопоставлении характеристик следует проанализировать причины их расхождения, сопоставить значение пусковых токов, полученных в результате ручного и машинного расчетов.
4.6.6.
Задаться значением напряжения питания
,
меньшим номинального значения
,
и определить величину максимального
момента, который отвечает напряжению
-
.
Используя (4.67),
рассчитать зависимость
и построить на одном графике характеристики
и
.
Определить изменение
частоты вращения двигателя при условии
4.6.7.
Задаться значением удельного сопротивления
материала ротора
и определить значение критического
скольжения
.
По (4.71) рассчитать зависимость и построить на одном графике характеристики и . Определить изменение частоты вращения двигателя при условии .
4.6.8.
Проанализировать влияние изменения
частоты напряжения питания на индуктивные
параметры и зависимость
.
При новом значении частоты напряжения
;
.
По (4.69, 4.70) определить
значение
,
по (4.71) рассчитать зависимость
и построить на одном графике
и
.
Определить изменение частоты обращения
двигателя при условии
.
Все расчеты по п.п. 4.6.6...4.6.8 представляются в табличной форме (табл. 10). По заданию руководителя проекта расчеты могут быть выполнены с применением ПЕОМ.
Рис.8 Трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
исполнения ІР23 типу 4АН315S4 (200 кВт, 380/660 В, 2р=4):
1 обмотка статора; 2 обмотка ротора; 3 сердечник статора; 4 сердечник ротора; 5 вал; 6 шайба пружинящая; 7 кольцо бандажное; 8 щит подшипниковый; 9 воздухонаправляющий щит; 10, 15 капсулы подшипника; 11 внутренняя подшипниковая крышка; 12 шайба для сброса отработанной смазки; 13, 14 жалюзи; 15 наружные подшипниковые крышки; 16 крюк подъёмный; 17 кожух; 18 вводное устройство; 19 станина; 20 болт заземления