3. Методические указания к выполнению расчетно-графической работы

1. Расчет и построение естественной механической характеристики ад по паспортным данным

Построение естественной механической характеристики АД с помощью выражения (2) требует предварительных вычислений параметров статора и ротора (активное и индуктивное сопротивления), что само по себе является сложной задачей. Поэтому для инженерных расчетов в электроприводе используют формулу Клосса, которая имеет вид

(7)

а также с использованием формулы для угловой скорости вращения АД

(8)

и паспортных данных двигателя.

В частности для номинального режима уравнение (7) принимает вид

(9)

Если в уравнении (8) обозначить отношение и назвав его перегрузочной способностью двигателя, то с учетом этого, решив уравнение (9) относительно критического скольжения, получим

(10)

По имеющимся паспортным данным АД с фазным ротором произведем следующие расчёты.

Определим номинальную угловую скорость вращения двигателя ω_НОМ.

где n_НОМ. – линейная номинальная скорость вращения ротора

где n₀ – линейная скорость вращения магнитного поля статора.

Номинальный момент М_НОМ.

Критический момент М_К

Угловая скорость ВМП ω₀

где р – число пар полюсов АД с фазным ротором

Критическое скольжение S_K электродвигателя

,

где  - коэффициент перегрузочной способности, =3.

Активное сопротивление обмотки ротора R₂

Задаваясь значениями скольжения S=[0÷1] в интервале с шагом ΔS=0,01 и в интервале с шагом ΔS=0,1, найдем по формулам (7) и (8) значения моментов и угловых скоростей естественной механической характеристики АД с фазным ротором =f(M). Результаты вычислений занесем в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты вычислений естественной механической характеристики АД с фазным ротором =f(M)

S	0	0,01	…	SНОМ.	…	…	SКР.	…	…
M, Н·м				MНОМ.			MКР.
ω, рад/с				ωНОМ.			ωКР.

На рисунке 3.1 представлена кривая естественной механической характеристики АД с фазным ротором. При построении механических характеристик ЭД по формуле Клосса необходимо отметить, что формула Клосса не учитывает физические процессы, протекающие при пуске ЭД. Поэтому значение критического момента на характеристике отличается от раннее найденного истинного значения критического момента.

Рисунок 3.1 – Естественная механическая характеристика АД с фазным ротором

2. Расчет и построение реостатной механической характеристики при введении в цепь ротора добавочного сопротивления, равного

Для построения реостатных характеристик обычно используют формулу Клосса. Реостатная характеристика, построенная по формуле Клосса, будет отличаться значением критического скольжения.

Определим критическое скольжение на реостатной механической характеристике S_КР.

Момент АД с фазным ротором по формуле Клосса

.

Соответственно задаемся значениями скольжения S=[0÷1] и по формулам (7) и (8) находим значения моментов и угловых скоростей реостатной механической характеристики АД с фазным ротором =f(M). Результаты вычислений занесем в таблицу 3.

Таблица 3 – Результаты вычислений реостатной механической характеристики АД с фазным ротором  = f(M)

S	0	0,01	…	SНОМ.	…	…	SКР.	…	…
M, Н·м				MНОМ.			MКР.
ω, рад/с				ωНОМ.			ωКР.

На рисунке 3.2 представлены кривые естественной и реостатной механических характеристик АД с фазным ротором.

s

ω

Рисунок 3.2 – Естественная и реостатная механические характеристики АД с фазным ротором