- •Расчет характеристик электрических машин
- •Методические указания к курсовой работе
- •По дисциплине «Электрические машины»
- •Пенза 2007
- •Расчет характеристик однофазных трансформаторов
- •Исходные данные для расчета однофазных трансформаторов
- •Векторная диаграмма трансформатора
- •Внешние характеристики трансформатора
- •Расчет характеристик трехфазных асинхроных двигателей
- •2.1. Паспортные данные асинхронных двигателей
- •2.2. Расчет синхронной частоты вращения
- •Векторная диаграмма асинхронного двигателя
- •Электромеханические характеристики асинхронного двигателя
- •Механические характеристики асинхронного двигателя
- •3. Расчет характеристик трехфазных синхронных двигателей
- •3.1. Паспортные данные синхронных двигателей
- •Из (3.6) получим
- •Расчет угловой характеристики синхронной машины
- •Внешние характеристики синхронного генератора
- •Регулировочные характеристики синхронного генератора
- •4. Расчет характеристик машины постоянного тока
- •Паспортные данные машин постоянного тока
- •Расчет к.П.Д машины постоянного тока
- •Расчет параметров схемы замещения машины
- •Построение характеристики холостого хода и нагрузочной характеристики генератора постоянного тока
- •Построение регулировочной характеристики
- •Построение внешней характеристики генератора постоянного тока
- •Содержание
2.2. Расчет синхронной частоты вращения
При питании обмотки статора трехфазным током создается вращающееся магнитное поле, частота вращения которого
(об/мин), (2.1)
где f1 – частота питающего напряжения, p - число пар полюсов. Поскольку номинальная частота вращения ротора асинхронных двигателей близка к синхронной частоте, т.е. частоте вращения магнитного поля, то ее значение выбирается ряда синхронных частот вращения (3000; 1500; 1000; 750… об/мин) наиболее близких номинальной частоте.
Если n2 = 2979 об/мин, то синхронная частота вращения n1 = 3000 об/мин.
2.3. Расчет номинального скольжения
Скольжение вычисляется по следующей формуле:
. (2.2.)
-
Расчет номинального и критического момента двигателя
Номинальный момент двигателя рассчитывается по формуле
. (2.3)
Тогда критический момент будет равен
(2.4.)
-
Расчет критического скольжения
Критическое скольжение найдем из уравнения Клосса после подстановки в него номинального скольжения и момента
. (2.5)
Выражая критическое скольжение через кратность номинального момента λ, получим уравнение для вычисления критического скольжения
. (2.6)
-
Расчет параметров Г – образной схемы замещения
асинхронного двигателя
Расчет параметров схемы замещения (рисунок 2.1)будем проводить в предположении равенства активных и индуктивных сопротивлений статора и ротора
(2.7.)
Рисунок 2.1 Г – образная схема замещения асинхронного двигателя.
Из уравнения для критического скольжения
(2.8)
найдем для двигательного режима, что
(2.9)
Знак «+» относится к двигательному режиму, знак «-» к генераторному.
Подставим полученное выражение в уравнение для критического момента
, (2.10)
тогда
. (2.11)
Откуда для двигательного режима
(2.12)
Подставляя полученные значения R1 и R’ 2 в (2.9) найдем индуктивное сопротивление короткого замыкания xk
. (2.13)
Учитывая (2.7) найдем индуктивные сопротивления статора и ротора
(2.14)
-
Векторная диаграмма асинхронного двигателя
Векторная диаграмма асинхронного двигателя строится аналогично векторной диаграмме трансформатора.
2.7.1 Расчет полного сопротивления двигателя.
,
где - полные сопротивления статора и ротора.
2.7.2 Расчет тока статора и ротора
.
2.7.3 Расчет э.д.с. двигателя Е1, Е’ 2
.
2.7.4 Расчет падения напряжения на активном сопротивлении статора обмотки
.
2.7.5 Расчет падения напряжения на реактивном сопротивлении статора
.
2.7.6 Расчет падения напряжения на активном сопротивлении ротора
.
-
Расчет падения напряжения на реактивном сопротивлении ротора
.
Результаты вычислений заносятся в таблицу 2.2
Таблица 2.2
Напряжения и токи |
|||||||||
U1 |
E1 |
UR1 |
UX1 |
UR2 |
UX2 |
I1 |
|||
В |
В |
В |
В |
В |
В |
В |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сопротивления |
|||||||||
R1 |
R’ 2 |
X1 |
X’ 2 |
Z |
|||||
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
|||||
|
|
|
|
|
По данным таблицы 9 и комплексным уравнениям асинхронного двигателя строим его векторную диаграмму показанную на рисунке 8.
(2.22)
По данным таблицы 2.2. и комплексным уравнениям асинхронного двигателя строим его векторную диаграмму показанную на рисунке 2.2
Рисунок 2.2. Векторная диаграмма асинхронного двигателя.