Построение механической характеристики асинхронного двигателя по круговой диаграмме

Механическую характеристику п=f(M) строят с помощью круговой диаграммы следующим образом. Заготавливают таблицу 7, затем задаются значениями скольжения и определяют соответствующие им точки на окружности токов круговой диаграммы. Для каждой найденной точки определяют величину момента М по вышеописанной методике, а также частоту вращения ротора по формуле п = п₁(1-s).

Полученные данные заносят в таблицу 7 и строят механическую характеристику двигателя с учетом максимального момента при критическом скольжении и также пускового момента при s=1.

Таблица 7 – Механическая характеристика асинхронного двигателя

s, отн.ед.	0	0,025	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,6	0,8	1,0
п, мин-1
М, Н·м

Начальный пусковой момент определяется при скольжении s=1 для точки С на круговой диаграмме по величине отрезка СF.

Для нахождения критического скольжения и максимального момента необходимо найти соответствующую им точку на круговой диаграмме. Для этого строится линия, параллельная прямой ОВ и касательная окружности круговой диаграммы. Точка касания построенной прямой – это точка, соответствующая критическому скольжению и максимальному моменту асинхронного двигателя. Значения частоты вращения ротора и максимального момента для найденной точки наносятся на механическую характеристику.

Построенная механическая характеристика подписывается студентом и вклеивается в контрольную работу.

По расчетным данным определяются значения:

• кратность пускового момента ,

• кратность пускового тока ,

• перегрузочная способность двигателя .

Построение рабочих характеристик и механической характеристики асинхронного двигателя с помощью эвм

Рабочие характеристики и механическую характеристику можно построить с помощью ЭВМ на основе аналитических зависимостей применительно к Г-образной схеме замещения, изображенной на рисунке 13, и энергетической диаграмме асинхронного двигателя. Для решения задачи необходимо задать параметры двигателя, а также напряжение, мощности, токи и частоту сети для наиболее характерных режимов работы, которые приведены в таблице 5.

Результаты расчета можно получить с использованием какой-либо программы (Excele, Math Cad, Math Lab и др.), хорошо освоенной пользователем ЭВМ.

Построение рабочих характеристик с помощью эвм

На рисунке 16 представлена блок-схема алгоритма расчета рабочих характеристик. Набор программы необходимо провести с использованием приведенных зависимостей, написанных применительно к упрощенной Г-образной схеме замещения одной фазы асинхронной машины, для которой делается следующее упрощение, коэффициент С=1. Вначале необходимо ввести исходные данные.

Начало

Ввод исходных данных:

Р_н, I_н, U_н, n_н, R₁, I₀, P₀, Р_к, U_к, p

Расчет параметров двигателя

R₇₅, R^'₂, X_к, S_н

Ввод переменной величины скольжения:

0,2·S_н; 0,4·S_н; 0,6·S_н; 0,8·S_н; S_н; 1,2·S_н; 1,4·S_н; 1,6·S_н

Расчет рабочих характеристик

I₁, cosφ, P₁, P₂, n, M, η

Печать I₁, cosφ, P₁, P₂, n, M, η

Конец

Рисунок 16 – Блок-схема алгоритма расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя, где вводимыми исходными данными являются:

Р_н – полезная мощность на валу в номинальном режиме, кВт;

I_н – номинальный ток фазы, А;

U_н = 380 В – номинальное линейное напряжение при схеме соединения обмоток статора в звезду;

n_н – номинальная частота вращения ротора, мин^-1;

R₁ – сопротивление обмотки статора при температуре 20°С;

I₀ – ток холостого хода, А;

P₀ – мощность потерь холостого хода, Вт;

P_к – мощность потерь короткого замыкания при токе обмотки статора I_н и напряжении короткого замыкания U_к;

U_к – линейное напряжение короткого замыкания, В;

р – число пар полюсов обмотки статора.

Затем в блок-схему рисунка 16 необходимо ввести зависимости для расчета параметров двигателя на основе введенных данных:

• R₇₅ рассчитывается по формуле (23);

• R^'₂ рассчитывается по формулам (24) и (25).

Далее индуктивное сопротивление короткого замыкания фазы определяется

, Ом (32)

Скольжение ротора в номинальном режиме двигателя при частоте 50 Гц определяется

(33)

где - номинальная частота вращения, мин^-1;

р – число пар полюсов асинхронного двигателя.

Далее необходимо ввести переменную величину скольжения s=(0,2…1,6)·S_н с шагом 0,2·S_н для расчета рабочих характеристик по следующим зависимостям:

Определяется ток ротора, А

(34)

Определяется косинус угла между вектором тока и напряжением фазы статора

(35)

Определяются активная и реактивная составляющие тока холостого тока, А

, (36)

Определяются активная и реактивная составляющие тока статора при нагрузке, А

; (37)

Определяется полный ток статора при нагрузке, А

(38)

Определяется (39)

Определяется активная мощность, потребляемая двигателем из сети при нагрузке, Вт

(40)

Определяется мощность на валу двигателя, ВТ

(41)

Определяется частота вращения ротора, мин^-1

(42)

Определяется частота на валу двигателя при частоте сети 50 Гц, Н·м

(43)

Определяется кпд двигателя, отн.ед. (44)

Результаты расчета рабочих характеристик на ЭВМ выводятся на печать и представляются в таблицу 8.

Таблица 8 – Результаты расчета рабочих характеристик асинхронного двигателя на ЭВМ

Расчетная величина	Единица изм	Скольжение
		0,2·Sн	0,4·Sн	0,6·Sн	0,8·Sн	Sн	1,2·Sн	1,4·Sн	1,6·Sн
		S=	S=	S=	S=	S=	S=	S=	S=
I1	А
cosφ	-
P1	Вт
P2	Вт
n	мин-1
M	Н·м
η	-

На основе полученных данных строятся рабочие характеристики I₁, P₁, n, M, cosφ, η=f(P₂) и вкладываются в контрольную работу на студента.