Расчетно-графическая работа №5 Расчет и построение механических характеристик асинхронного двигателя с фазным ротором

1. Задание

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором имеет следующие данные, приведенные в табл.9: число полюсов, номинальная мощность, линейное напряжение обмотки ротора, активное сопротивления фазы статора и ротора при 20 °C, индуктивные сопротивления фазы статора и ротора.

Частота сети f₁=50 Гц. Напряжение сети U₁=380 В.

Соединение обмоток статора и ротора «звезда».

Класс нагревостойкости изоляции – F.

Расчетная температура обмоток 115°C.

Номер варианта определяется суммой двух последних цифр номера зачетной книжки студента.

Требуется:

• определить синхронную частоту вращения;

• определить потребляемый ток, момент и коэффициент мощности при пуске двигателя с замкнутой накоротко обмоткой ротора, т.е. без пускового реостата;

• определить сопротивление пускового реостатаR_p, при котором начальный пусковой момент имеет максимально возможное значение. Определить в этом режиме пусковой момент, ток статора и коэффициент мощности;

• рассчитать механические характеристики двигателя для трех значений добавочных сопротивлений в цепи ротора:R_д=0, R_д=R_p/2,R_д=R_p.

Таблица 9

Данные асинхронных двигателей с фазным ротором.

Вариант	Тип двигателя	2p	P2н, кВт	U2л, В	r1, Ом	r2’, Ом	х1, Ом	х2’, Ом
1	4АК160S4У3	4	11	305	0,27	0,232	0,668	0,544
2	4АК160М4У3	4	14	300	0,188	0,147	0,479	0,513
3	4АК180М4У3	4	18,5	295	0,0989	0,106	0,258	0,233
4	4АК200М4У3	4	22	340	0,09	0,0734	0,258	0,31
5	4АК200L4У3	4	30	350	0,743	0,0634	0,217	0,281
6	4АК225М4У3	4	37	160	0,0534	0,0102	0,187	0,0376
7	4АК250SA4У3	4	45	230	0,0391	0,0111	0,173	0,0758
8	4АК250SB4У3	4	55	200	0,0277	0,012	0,129	0,0426
9	4АК250M4У3	4	71	150	0,0193	0,0128	0,085	0,0446
10	4АК160S6У3	6	7,5	300	0,481	0,353	0,972	0,92
11	4АК160M6У3	6	10	310	0,29	0,259	0,662	0,807
12	4АК180M6У3	6	13	325	0,194	0,211	0,496	0,614
13	4АК200M6У3	6	18,5	360	0,141	0,147	0,336	0,391
14	4АК200L6У3	6	22	330	0,121	0,101	0,307	0,311
15	4АК225M6У3	6	30	140	0,0942	0,012	0,267	0,0572
16	4АК160S8У3	8	5,5	300	0,652	0,732	1,65	1,612
17	4АК160M8У3	8	7,1	290	0,456	0,403	1,29	1,42
18	4АК180M8У3	8	11	270	0,243	0,167	0,7	0,658

2. Исходные данные

Тип двигателя

2p=…; P_2н=…кВт; U_2л=…В;

r₁=…Ом; r₂’ =…Ом;х₁=…Ом;х₂’=…Ом;

3. Решение задачи

Синхронная частота вращения, об/мин:

Фазное напряжение обмотки статора при соединении фаз обмоток «звездой», В:

Коэффициент трансформации обмоток статора и ротора:

Активные сопротивления обмоток при 115°C, Ом

Расчет параметров при отсутствии пускового реостата (естественная механическая характеристика)

Полное сопротивление короткого замыкания, Ом’

где

Начальный пусковой ток, А:

Коэффициент мощности при пуске:

Пусковой момент, Нм:

где m=3 - число фаз обмотки статора.

Критическое скольжение:

Максимальный момент, Нм:

4. Расчет параметров для режима работы, при котором пусковой реостат имеет максимальное значение

Сопротивление пускового реостата определяем из условий, что пусковой моментM_п имеет максимальное возможное значениеM_к (M_п=M_к), поэтому критическое скольжение:

Суммарное активное сопротивление роторной цепи определяется сопротивлением обмотки ротора и сопротивлением пускового реостата

Откуда определяется приведенное значение активного сопротивления роторной цепи, Ом:

Искомое сопротивление пускового реостата, Ом:

Полное сопротивление короткого замыкания при наличии пускового реостата R_p, Ом

где

Начальный пусковой ток, А:

Коэффициент мощности при пуске:

5. Расчет параметров при добавочном сопротивлении R_д=R_p/2

При добавочном сопротивлении R_д=R_p/2 суммарное сопротивление роторной цепи, Ом:

Полное сопротивление короткого замыкания при добавочном сопротивлении R_д=R_p/2:

где

Пусковой момент, Нм:

Критическое скольжение:

6. Расчет механических характеристик

Расчет механических характеристик ведем по упрощенной формуле Клосса

Значения M_ки s_к определенны ранее, причемs_к различно для каждой механической характеристики.

Расчеты механических характеристик M=f(s) для трех значений добавочных сопротивлений сведены в табл.10.

Следует отметить, что приближенная формула Клосса дает значительную погрешность при больших значениях скольжения, поэтому пусковой момент при скольжении s=1 в табл.10 принимается по предыдущему расчету.

Таблица 10

Электромагнитный момент М, Нм

M_к=

Rд	s
	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
0	0
Rp/2	0
Rp	0