3.1 Расчет механической характеристики

Механической характеристикой двигателя называют зависимость угловой скорости (ω) от момента вращения (м),

ω_дв=ƒ(м_дв) (23)[4,17]

Единица момента вращения ньютон-метр (Н·м), угловой скорости радиан на секунду (рад/сек).

Механическую характеристику асинхронного электродвигателя строят по каталожным или паспортным данным. В паспортных данных или на его щитке

указаны следующие технические данные;

номинальная мощность, Р_ном= 4кВт,

номинальное напряжение, U_ном = 380B,

номинальный ток I_ном = 7,9 А,

номинальная частота вращения n = 2880 об/мин.

По этим данным строят механическую характеристику по точкам, смотри графическую часть лист 2.

Первая точка 1 - точка синхронной угловой скорости – имеет следующие координаты: момент равен нулю и угловая скорость равна синхронной,

М = 0 и ω = ω₀.

Синхронная угловая скорость, рад/сек,

ω₀ = , (24)[4,с.17]

Где:

ƒ - частота сети, 50Гц;

р - число пар полюсов,

ω₀ = = 314.

Синхронная частота вращения двигателя, об/мин,

n_o= 60 ƒ/ р, (25)[4,с.17]

n_o = 3000/ р= 60·50/1 = 3000.

Поэтому синхронная частота вращения принимает строго определенные значения: 3000об/мин.

Повторим, что связь между угловой скоростью ω (рад/сек) и частотой вращения ( об/мин) выражена следующим образом:

ω₀ = ≈ 0,105n₀, (26)[4,с.17]

ω₀ = 0,105·3000 = 315 рад/сек.

Вторая точка 2 - точка с номинальными параметрами - имеет координаты: момент равен номинальному моменту, угловая скорость равна номинальной,

(М = М_ном и ω = ω_ном).

Номинальную частоту вращения n_ном, об/мин, берут из паспорта, а угловую скорость ω_ном, рад/с, определяют:

ω_ном ≈ 0,105n_ном,

ω_ном= 2880·0,105 = 302,4 рад/сек.

Номинальный момент электродвигателя, Н·м,

М_ном = Р_ном/ω_ном, (27)[4,с.18]

Где:

Р_ном- номинальная мощность электродвигателя, кВт;

ω_ном- номинальная угловая скорость двигателя, рад/сек.

М_ном = = 0,013

Третья точка 3 - соответствует критическому моменту и имеет координаты:

момент равен максимальному или критическому, соответственно угловая скорость равна критической, (М = М_кр и ω = ω_кр).

Максимальный (критический) момент, Н·м,

М_кр= , (28)[4,с.18]

Где:

М_*кр = M_кр/M_ном - кратность критического момента (паспортная величина, безразмерная).

М_кр= М_*кр·М_ном= 2,2·0,013 = 0,029 (29)[4,с.18]

Критическая угловая скорость, рад/сек,

ω_кр = ω_о(1 - S_кр), (30)[4,с.18]

ω _кр = 314(1–0,174) = 259,36

Где:

S_кр- критическое скольжение, об/мин,

S_кр= , (31)[4,с.18]

S_кр= = =0,174.

Где:

S_ном - номинальное скольжение, об/мин,

S_ном = (ω_о–ω_ном)/ ω_о, или S_ном= (n_о–n_ном)/n_о. (32)[4,с.19]

S_ном= (n_о–n_ном)/n_о, (33)[4,с.19]

S_ном = = 0,036.

Четвертая точка 4 - точка минимального момента - имеет координаты: момент равен минимальному моменту, соответственно угловая скорость равна минимальной, (М = М_мин и ω = ω_мин).

Минимальный момент, Н/м,

М_мин= = М_*мин·М_ном, (34)[4,с.18]

Где:

М_*мин= М_мин/М_ном- кратность минимального момента (паспортная величина, безразмерная;

М_ном– номинальный момент двигателя,

М_мин = 1,0·0,024=0,024.

Угловая скорость, соответствующая минимальному моменту, рад/сек,

ω_мин≈ , (35)[4,с.18]

ω_мин = = 44,85

Пятая точка 5 - точка пускового момента - имеет координаты: момент равен пусковому, угловая скорость равна нулю, (М = М_пуски ω = 0).

Пусковой момент, Н·м,

М_пуск= = M_*пуск·М_ном, (36)[4,с.19]

Где:

M_*пуск = M_пуск·М_ном- кратность пускового момента (паспортная величина, безразмерная);

М_ном- номинальный момент двигателя,

М_пуск= 2,0·0,024 = 0,048