4. Определение процентного изменения скорости вращения для каждой характеристики и диапазона регулирования при.

Процентное изменение скорости вращения находится по следующей формуле:

(16)

∆ω% = 11,432 %, (естественная характеристика)

∆ω_а% = 68,592 %, (искусственная)

∆ω_b% = 19,054 %, (при пониженном напряжении)

∆ω_в% = 14,285 % (при ослабленном магнитном потоке).

Диапазон регулирования равен:

D = == 3,41. (17)

5. Расчет сопротивления пускового реостата.

Выражение для определения сопротивления пускового реостата:

= 0,257 Ом – 0,0615 Ом = 0,1955 Ом. (18)

6. Определение тока якоря, который был бы при непосредственном включении двигателя в сеть, его кратность по отношению к номинальному значению.

I_{яц. пуск} = = 1788,618 А. (19)

. (20)

Как видно из результатов пусковой ток превосходит номинальный в восемь раз, что недопустимо. Отсюда можно сделать вывод, что метод непосредственного включения для этого двигателя не рентабелен.

_7. Величина сопротивления динамического торможения_.

Ток якоря в режиме динамического торможения определяется:

. (21)

Отсюда сопротивление динамического торможения будет

. (22)

Согласно условию: _. ПротивоЭДС E из уравнения электрического равновесия двигателя определяется по формуле:

= 110 В – 0,0615 Ом 213,8 А = 96,85 В. (23)

Исходя из (22) и (23), получаем:

R_gm = 0,291 Ом – 0,0615 Ом = 0,2295 Ом. (24)

8. Полные потери мощности в двигателе при работе в номинальном режиме.

Определяются по следующей формуле:

P_пот = U_ном I_ном – P_ном = 24,42 кВт – 19 кВт = 5,42 кВт. (25)

9. Исследование КПД двигателя при различных режимах.

9.1 Номинальная нагрузка.

η_ном = = 81,58 %. (26)

9.2 Реостатная характеристика.

η_a = = 28,93 %. (27)

9.3 Пониженное напряжение.

η_b = = 74,55 %. (28)

9.4 Ослабленный магнитный поток.

η_в = = 79,51 %. (29)

Задача № 2

Задание:

1. Начертить электрическую схему включения обмотки статора асинхронного двигателя соответственно линейному напряжению Вашего варианта.

1. Определить:

1. Активную, реактивную и полную мощности, потребляемые двигателем из сети при номинальном режиме.

2. Номинальный и пусковой токи; номинальный, пусковой и максимальный моменты двигателя.

3. Частоту вращения магнитного поля статора, номинальное и критическое скольжение.

2.4. Полные потери мощности в двигателе при номинальном режиме работы.

3. Рассчитать и, построить зависимость частоты вращения ротора двигателя от величины механического момента, приложенного к его валу.

4. Исследовать зависимость частоты ЭДС и тока, электрических потерь в роторе от скольжения.

5. Сделать выводы по результатам выполненной работы.

Выполнение работы.

1. Электрическая схема включения обмотки статора.

Данный в варианте асинхронный двигатель имеет характеристики, представленные в таблице 3:

Таблица 3 – Характеристики асинхронного двигателя

Номер варианта	, В	кВт	об/мин
1	220	125	2960	94	0,90	7	1	2,2

Так как линейное напряжение в варианте 220 В, то двигатель соединен по схеме “треугольник”.

Электрическая схема включения обмотки статора представлена на рисунке 3:

Рисунок 3 – Электрическая схема включения обмотки статора

2. Определение активной, реактивной и полной мощности, номинального и пускового токов; номинального, пускового и максимального момента двигателя, частоты вращения магнитного поля статора, номинального и критического скольжения, полных потерь мощности в двигателе при номинальном режиме работы.

Активную мощность найдем из соотношения КПД двигателя:

P_акт = = 132,98 кВт.

Номинальный ток:

I_лном = = 388,2 А

Полная мощность:

P_пол = I_лном = 147,75 кВт

Реактивная мощность:

P_реак = P_пол = 64,42 кВт.

Пусковой ток:

I_п = 7I_лном = 2,72 кА

Угловая скорость:

ω_ном = = 309,81 рад/с

Номинальный момент:

M_ном = = 403,47 Нм

Пусковой момент двигателя, согласно паспортным данным, равен номинальному.

Максимальный момент:

М_м = 2,2M_ном = 887,63 Нм

Число пар полюсов статора:

= 1,013 => n₀ = 3000 об/мин

Номинальное скольжение:

= 0,013

Критическое скольжение:

S_к = S_ном = 0,054

Полные потери мощности в двигателе:

P = P_акт – P_ном = 7,98 кВт

3. Расчет и построение зависимости частоты вращения ротора двигателя от величины механического момента, приложенного к его валу.

ω₀ = = 314 рад/с

S =

ω = ω₀ – S ω₀

График зависимости частоты вращения ротора от механического момента, представлен на рисунке 4:

Рисунок 4 - График зависимости частоты вращения ротора от механического момента

4. Исследование зависимости частоты ЭДС и тока, электрических потерь в роторе от скольжения.

Результаты расчетов приведены в таблице 4:

	0	0,025	0,05	0,075	0,1	0,125	0,15	0,175
, Нм	0	709,52	887,63	839,63	738,28	648	566,12	499,6
	314	305,5	297,1	290,2	282,25	274,85	266,87	258,9
, Гц	0	1,25	2,5	3,75	5	6,25	7,5	8,75
, Вт	0	6015	15034	19960	23438	25371	26679	27528

Все зависимости представлены на рисунках с 5-го по 8-ой соответственно:

Рисунок 5 – Зависимость величины момента от скольжения

Рисунок 6 – Зависимость величины круговой частоты вращения от скольжения

Рисунок 7 – Зависимость частоты от скольжения

Рисунок 8 – Зависимость электрических потерь от скольжения

Выводы: главные выводы стоит сделать по последнему пункту работы. Величина момента при достижении скольжения критического значения и далее при его увеличении, начинает падать. Круговая частота вращения обратно пропорциональна изменению скольжения. Частота тока ротора прямо пропорциональна изменению скольжения. Электрические потери при значениях скольжения меньше 2S_к возрастают с большой скоростью нелинейно, а после преодоления этого порога – возрастают почти линейно.