Н оминальная угловая скорость вращения вентилятора н оминальный момент вентилятора определяется по формуле

В каталоге приведена только одна характеристика для номинальной скорости вращения вентилятора. Для получения QH-характеристики для скоростей, отличных от номинальной, пользуются законами пропорциональности

Q_k и H_k – значения подачи и напора, взятые на QH-характеристике вентилятора при номинальной скорости вращения, если принять _k = _н.

М инимальная скорость вращения вентилятора определяется исходя из обеспечения требуемого диапазона регулирования производительности

Расчетные значения QH-характеристики при изменении угловой скорости сведены в табл.2.2, график представлен на рис.2.1.

Пример расчета

Таблица 2.2

ω	0,00	10,00	20,00	30,00	40,00	50,00	60,00	70,00	80,00	90,00	100,00	110,00
Q(ω)	0,00	1,95	3,897	5,847	7,794	9,744	11,69	13,09	15,59	17,54	19,49	21,436
H(ω)	0,00	1,71	6,84	15,38	27,34	42,73	61,52	83,75	109,38	138,44	170,90	206,80

Рис . 2.1. Характеристика магистрали

3. Расчет потерь мощности и выбор типа асинхронного

двигателя при различных вариантах электропривода

3.1 Изменение скорости вращения электродвигателя путем

изменения добавочного сопротивления в цепи ротора

З а критерий выбора двигателя принимается условие

где P_2.дв.max – максимальные потери мощности в обмотке ротора в заданном диапазоне регулирования скорости;

P_2.ном. – номинальные потери мощности в обмотке ротора.

Условие (3.1.1) не учитывает изменение теплоотдачи и соотношения потерь в статорной и роторной обмотках двигателя при изменении скорости.

Р егулирования скорости при реостатном способе не вызывает увеличения потерь в двигателе. Условие (3.1.1) выполняется, если максимальный момент сопротивления равен номинальному моменту двигателя. Следовательно номинальная мощность двигателя

где Р_с.е, М_с.е – номинальная мощность и момент вентилятора.

Требуемым параметрам удовлетворяет АД

4АHК250М6У3:

Р_н = 75 кВт U_1л = 380 В X_ = 2,7

n₀ = 1000 об/мин U_2л = 250 В R₁’ = 0,022

S_н = 0,03 I_2н = 200 А X₁’ = 0,059

S_k = 0,19 cos = 0,85 R₂’’= 0,025

m_k = 2,5 _н = 91 % X₂’’= 0,087

С корость холостого хода АД

Н оминальная скорость вращения АД

Н оминальный момент АД

К ритический момент АД

Естественная механическая характеристика АД строится с помощью формулы Клосса

П ереход от скольжения к частоте вращения осуществляется с помощью соотношения

Х арактеристика вентилятора строится по соотношению

.

где k – показатель параболы. Статический напор Н_ст = 0, поэтому k = 2

Расчетные значения для графиков механических характеристик АД и вентилятора сведены в табл.3.1.1, графики приведены на рис.3.1.1.

П ример расчета для S = 0,1:

Таблица 3.1.1

S	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
, рад/c	104,7	94,25	83,77	73,3	62,83	52,36	41,89	31,42	20,94	10,47	0
Mдв., Нм	0	1522	1843	1669	1431	1226	1063	933,3	830	746,1	677
Мвент,Нм	535,9	434,1	343	262,6	192,9	134	85,75	48,23	21,44	5,36	0

Рис.3.1.1 Характеристика вентилятора и реостатные характеристики

Точка пересечения характеристик двигателя и вентилятора – рабочая точка

S_c.e = 0,02;

_с.е = 102,57 рад/c;

М_c.е = 514 Нм.

Произведем расчет сопротивлений и токов

Параметры схемы замещения, приведенной на рис.3.1.1(а) в относительных единицах составляют:

; ; ; ;

рис. 3.1.2.

Электромеханическая характеристика АД рассчитывается в соответствии со схемой замещения, приведенной на рис.3.1.2.(а) по соотношению

,

Величины сопротивлений X₁^’, X₂^’’, R₁^’, R₂^’’, X_ рассчитываются в соответствии с соотношениями

; ,

где – базовое сопротивление;

– номинальный ток фазы статора АД.

(A)

(Ом)

Расчетные значения активных и индуктивных сопротивлений схемы замещения приведены в табл.3.1.2

(Ом)

(Ом)

При переходе к традиционной схеме замещения на рис.3.1.2(б), принимаем для нее в соответствии с обозначениями рис.3.1.2(a)

X₁=X₁^’ ; R₁=R₁^’ ; X₂^’=X₂^’’ ; R₂^’=R₂^’’ ; X_=X_ + X₁ ; R_=R₁ .

Таблица 3.1.2

Параметры схемы замещения АД
	Схема замещения рис.3.1.1(а)
Наименование	X	X1	X1’	X2’’	R1	R1’	R2’’
Параметр	4,043	0,087	0,088	0,13	0,032	0,033	0,037
	Схема замещения рис.3.1.1(б)
Наименование	X	R	X1	R1	X2’	R2’’
Параметр	4,13	0,032	0,088	0,033	0,13	0,037

Все дальнейшие обозначения в тексте соответствуют схеме замещения рис.3.1.1(б).

Ток намагничивания АД I _ рассчитывается по формуле

(A).

Ток I₁ рассчитывается из предположения, что треугольник тока АД является прямоугольным, тогда

,

,

Зададимся угловыми скоростями в пределах диапазона регулирования как показано на рис.3.1.1

И соответственно этим скоростям скольжения:

Определим скольжения S в рабочих точках на реостатных характеристиках и дополнительные сопротивления для этих характеристик

Определим ток ротора

Представим значения в таблице 3.1.3

Таблица 3.1.3

i	1	2	3	4	5	Естесвенная
S	0,19	0,35	0,5	0,67	0,84	0,02
2∑,Ом	0,37	1,15	3	8,76	44,8	0,037
,A	110	66	38	16,7	4,1	116

Потери скольжения определяются выражением

П отери в обмотке ротора определяются по формуле

где I_2e, Р_2е – значения тока и потерь в роторе, соответствующие естественной характеристике двигателя.

П ринимая, что момент пропорционален току, получаем

Из (3.1.12) следует, что при снижении скорости потери в обмотке ротора резко уменьшаются от своего максимального значения Р_2.max = P_2e на естественной характеристике до 0 при  = 0. Потери в роторе на естественной характеристике двигателя определяются по следующей формуле

Расчетные значения зависимостей Р_2S = f(S) и Р_2д = f(S), определяемые по выражениям (3.1.10) и (3.1.12), сведены в табл.3.1.2, графики на рис.3.1.2.

Таблица 3.1.2

S	0,02	0,1	0,18	0,26	0,34	0,42	0,5	0,58	0,66	0,74	0,82	0,9	0,98	1
P2s,кВт	0,8	3,4	5,1	5,9	6,2	5,9	5,2	4,3	3,2	2,1	1,1	0,37	0,01	0
P2д,кВт	3,7	2,6	1,8	1,2	0,76	0,45	0,25	0,12	0,05	0,01	0,004	0,0004	0	0

Рис.3.1.3 Диаграмма потерь

М аксимум потерь скольжения определяется путем дифференцирования выражения (3.1.10) по , в результате получаем окончательно

Скорость и скольжение, соответствующие максимальным потерям, для механизмов работающих без статического напора (Н_ст = 0), т.е. при k = 2

П отери в роторе при скольжении, соответствующем максимальным потерям определяются по (3.1.12)