Задача 21

Для асинхронного двигуна з фазним ротором розрахувати і побудувати природну і штучні механічні характеристики при зменшеному значенні живлячої напруги U₁ = 0.7U_1н.

Дані двигуна: U_1н = 380/220; P_н = 11кВт; n_н = 953об/хв; R₁ = 0.415Ом; x₁ = 0.465Ом; R₂ = 0.132Ом; x₂ = 0.27Ом; Е_2н = 200В; I_2н= 35.4А; .

Рішення

Розрахунок механічних характеристик асинхронного двигуна вестимемо по уточненій формулі Клосса:

де М_к - критичний момент; S_k - критичне ковзання; _.

Коефіцієнт приведення опорів:

.

Приведені значення опорів ротора:

Індуктивний опір короткого замикання

Ом.

Критичний момент двигуна при номінальному значенні того, що живить напрузі:

,

де - швидкість ідеального холостого ходу.

Критичне ковзання на природній характеристиці:

Рівняння природної механічної характеристики

За допомогою цього рівняння розрахована природна механічна характеристика асинхронного двигуна, яка побудована на рис. 4.1 (крива 1).

Рис. 4.1. Механічні характеристики асинхронного двигателя:1 - природна; 2 - штучні

Для побудови механічної характеристики при U₁ = 0.7U_1Н = 0.7220 = 154 В. Визначимо критичний момент:

.

Рівняння штучної механічної характеристики при U₁=154 В має вигляд:

.

Відповідна механічна характеристика побудована на рис. 4.1 (крива 2).

Задача 23

Для двигуна розрахувати опори пускового реостата при нормальному режимі пуску в три ступені і при М_С = М_Н, користуючись аналітичним методом.

Дані двигуна: U_1н = 380/220; P_н = 11кВт; n_н = 953об/хв; R₁ = 0.415Ом; x₁ = 0.465Ом; R₂ = 0.132Ом; x₂ = 0.27Ом; Е_2н = 200В; I_2н= 35.4А; .

Рішення

Оскільки режим пуску нормальний, то перемикальний момент М₂ повинен перевищувати статичний на (10-20)%.

Приймаємо М_2*=1.2. Відношення максимального моменту при пуску М₁ до моменту перемикання М₂ знаходимо як:

.

Здійснюємо перевірку на максимальний(піковий) момент, який має бути менший за критичний:

Опір східців пускового реостата при включенні їх в одинарну зірку:

Задача 24

Для асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором розрахувати і побудувати природну і штучні механічні характеристики для двох значень частот струму статора f₁ = 35 Гц, при регулюванні напруги на статорі за пропорційним законом U/f = const.

Дані двигуна: P_Н = 22 кВт; U_1Н = 380/220 В; n_Н = 727 об/ хв; R₁ = 0.18 Ом; X₁ = 0.624 Ом; R`<sub>2</sub> = 0.153 Ом; X`₂ = 0.485 Ом.

Рішення

При пропорційному законі частотного регулювання U/f= const електромагнітний момент двигуна визначається формулою:

де m - число фаз статора; U_1Н - фазна номінальна напруга статора при частоті 50 Гц; f_*=f/f_Н - відносна частота; С_f - коефіцієнт залежний від частоти f_*.

Коефіцієнт С_f при частоті 50 Гц рівний 1.03 і зростає з пониженням частоти.

Швидкість двигуна при різних f розраховуємо по формулі

У таблиці. 4.2 приведені результати розрахунків природної механічної характеристики при f = 50 Гц і штучної механічної характеристики при частоті 35 Гц.

3. Таблиця 4.2.

Результати розрахунку природної і штучних механічних характеристик

S	М, Н м	, 1/с	М, Н м	, 1/с
0	0	78.5	0	54.9
0.01	121	75.3	85	52.7
0.03	334	73.8	239	51.7
0.1	703	68.5	580	48
0.136	732	65.7	626	47
0.15	729	64.7	668	45.3
0.17	717	63.2	681	44.2
0.2	688	61	685	42.6
0.3	570	53	633	37.3
0.5	398	38	489	26.6
1.0	218	0	287	0
	f=50 Гц		f=35 Гц

На рис.4.4 побудовані природна (крива 1) і штучна (крива 2 при f = 35 Гц) механічні характеристики асинхронного двигуна.

Рис. 4.4. Механічні характеристики асинхронного двигуна : 1 - природна;

2 - штучна при f = 35 Гц