2.2 Расчет и построение механической характеристики и проверка двигателя

Под механической характеристикой принято понимать зависимость частоты вращения ротора в функции от электромагнитного момента n=f(M). Эту характеристику можно получить, используя зависимость M=f(S) и пересчитав частоту вращения ротора при разных значениях скольжения.

Так как S=(n₀−n)/n₀, отсюда n=n₀(1−S). Напомним, что n₀=(60f)/p – частота вращения магнитного поля.

Участок 1-3 соответствует устойчивой работе, участок 3-4 – неустойчивой работе/

Точка 1 соответствует идеальному холостому ходу двигателя, когда n=n₀

Точка 2 соответствует номинальному режиму работы двигателя, ее координаты M_н и n_н.

Точка 3 соответствует критическому моменту M_кр и критической частоте вращения n_кр.

Точка 4 соответствует пусковому моменту двигателя M_пуск.

Механическую характеристику можно рассчитать и построить по паспортным данным.

Точка 1:

n₀=(60f)/p, (2.11)

где: p – число пар полюсов машины;

f – частота сети.

Точка 2 с координатами n_н и M_н. Номинальная частота вращения n_н задается в паспорте. Номинальный момент задан в таблице

Точка 3 с координатами M_кр, n_кр. Критический момент рассчитывается по формуле

M_кр=M_нλ. (2.12)

M_max=73.2*2.9=212.28

Перегрузочная способность λ задается в паспорте двигателя

n_кр=n₀(1−S_кр), (2.13)

S_кр =S_n(λ± (2.14)

S_кр=0.04(2.5+ )=0.19

Номинальное скольжение

.S_н=(n₀−n_н)/n₀ (2.15)

S_n=1500-1435/1500=0.04

n_кр=1500(1-0.19)=1215

Точка 4 имеет координаты n=0 и M=M_пуск. Пусковой момент вычисляют по формуле

M_пуск=M_нλ_пуск, (2.16)

где: λ_пуск – кратность пускового момента задается в паспорте.

M_пуск=73.2*2.5=183

Асинхронные двигатели имеют жесткую механическую характеристику, т.к. частота вращения ротора (участок 1–3) мало зависит от нагрузки на валу. Это одно из достоинств этих двигателей. Рассчитаем скорость вращения двигателя ω рад/с по формуле

(2.17)

Точка 1

ω₁=3,14*1500/30=157 Рад/с

Точка 2

ω₁=3,14*1435/30=150,2 Рад/с

Точка 3

ω₁=3,14*1215/30=127,17Рад/с

Точка 4

ω₁=3,14*0/30=0Рад/с

Таблица 2.2 расчетов статической характеристики

Точка	Момент M н*м	Скорость n об/мин	Скорость ω рад/с
1	0	1500	157
2	73,2	1435	150,2
3	212,28	1215	127,1
4	183	0	0

Проверка выбранного электродвигателя на перегрузочную способность по формуле

0,8 * Р_номλ≥Р_расч (2.18)

0,8 *11*2,5 ≥ 7,9

22 ≥ 7,9

Проверка выбранного электродвигателя на перегрев по формуле

М_ном≥М_экв (2.19)

Для проверки преобразуем эквивалентную мощность в эквиволентный момент по формуле

М_экв=Р_экв/ω (2.20)

где Р_экв=6,6кВт

ω-углавая скорость находим по формуле (2.17)

ω=3,14*1329/30=139 Рад/с

Находим М_экв по формуле (2.20)

М_экв=6,6*10³/139=47,5 Нм

73,2 >47,5

Данный двигатель проходит по перегрузочной способности и по нагреву

Рис.2.1 Статическая характеристика