1. Расчет механических характеристик

1. Расчет и построение естественной механической характеристики асинхронного двигателя

Расчет естественной механической характеристики асинхронного двигателя (АД) ведется по формуле Клосса:

(1.1)

где - критический момент АД;

(1.2)

где - перегрузочная способность АД;

(1.3)

где - соответственно номинальный момент, мощность и угловая скорость АД;

(1.4)

где - номинальная частота вращения АД.

мин

Н∙м

Н∙м

Величина критического скольжения определяется по формуле:

(1.5)

где - номинальное скольжение АД;

(1.6)

где - синхронная частота вращения АД;

(1.7)

где - частота переменного тока, Гц; - число пар полюсов АД

мин ;

Определяют коэффициент

(1.8)

где - активное сопротивление фазы статора АД;

- активное сопротивление фазы ротора, приведенное к цепи статора АД.

Определяют активное сопротивление фазы статора:

(1.9)

где - номинальное напряжение статора АД;

- номинальный ток фазы статора АД;

Ом

Определяют активное сопротивление фазы ротора, приведенное к статору АД:

(1.10)

где - номинальная линейная ЭДС ротора АД;

- номинальный ток фазы ротора АД;

- коэффициент трансформации АД.

Коэффициент трансформации АД находится по формуле:

(1.11)

Ом

.

Задаваясь скольжением в диапазоне рассчитывают момент и угловую скорость АД в двигательном режиме. Результаты расчетов сводят в табл.1.1

Угловая скорость АД определяется по формуле:

;

где с

Таблица 1.1

0	0		0,2784		0	78,54
	0,23	4,35	0,2784	4,8584	2241,35	76,97
0,08	0,92	1,0875	0,2784	2,2859	4763,72	72,26
	1	1	0,2784	2,2784	4779,4	71,71
0,12	1,38	0,725	0,2784	2,3834	4568,84	69,11
0,2	2,3	0,435	0,2784	3,0134	3613,65	62,83
0,4	4,6	0,2175	0,2784	5,0959	2136,89	47,12
0,6	6,9	0,145	0,2784	7,19	1514,52	31,42
0.8	9,2	0,10875	0,2784	9,58715	1135,83	15,71
1	11,5	0,087	0,2784	11,8654	917,74	0

Естественная механическая характеристика, построенная по данным табл.1.1, представлена на рис.1.1.

Искусственные механические характеристики АД строятся графически. Для этого задаются максимальным моментом и откладывают его на оси абсцисс (точка “а”). Определяют момент переключения (где - момент сопротивления, равный ) и откладывают его также на оси абсцисс. Из точки “а” восстанавливают перпендикуляр до пересечения с прямой, проведенной из точки параллельно оси абсцисс. Находят точку “к”. Соединяя две точки с координатами ( ), ( ) прямой, получают первую искусственную механическую характеристику АД с максимальным сопротивлением пускового резистора .

Для построения второй искусственной характеристики поступают следующим образом. Из точки “б” пересечения перпендикуляра, соответствующего моменту , с первой искусственной характеристикой проводят прямую параллельную оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, соответствующим моменту , находят точку “в”. Точку с координатами ( ) соединяют с точкой “в” прямой, которая будет являться новой искусственной характеристикой соответствующей второй пусковой ступени с сопротивлением .

Для построения третьей искусственной характеристики из точки “г” проводят прямую параллельно оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, восстановленным из точки “а”. Полученную точку “д” соединяют с точкой ( ) прямой, которая и будет являться третьей искусственной характеристикой соответствующей пусковой ступени с сопротивлением .

Для построения четвертой искусственной характеристики из точки “е” проводят прямую параллельно оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, восстановленным из точки “а”. Полученную точку “ж” соединяют с точкой, координаты которой ( ). Получают прямую, которая будет являться четвертой пусковой ступенью с сопротивлением .

Сопротивления ступеней пусковых резисторов находят следующим образом. Из точки с координатами ( ) проводят прямую параллельно оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, восстановленным из точки “а”. Получают точку “к”. Тогда отрезок “ки” будет соответствовать активному сопротивлению фазы ротора АД.

Отрезки на линии “ки” соответствуют величинам сопротивлений пусковых резисторов в определенном масштабе. Для определения этого масштаба находят сопротивление фазы ротора:

Ом;

Тогда масштаб сопротивлений будет равен:

,

Величины сопротивлений пусковых резисторов разных ступеней определяются отрезками “ав”, “вд”, “дж”, “жи”:

;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом.

Таким образом, для получения первой искусственной механической характеристики АД в цепь ротора вводится пусковой резистор с сопротивлением . Вторая пусковая ступень соответствует сопротивлению , третья пусковая ступень - , четвертая - .