ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Общие сведения. Электромеханической характеристикой АД называют зависимость между угловой скоростью ротора со (или скольжением) и током статора 1 или током ротора Г2.

Электромеханические характеристики АД рассчитывают согласно схеме замещения (рис. 2.24) по формуле

где Uф — фазное напряжение сети, В; l'2(s) — электромеханическая характеристика двигателя по току ротора, А.

В режиме идеального холостого хода через обмотки статора протекает только ток намагничивания УД, который создает магнитный поток в статоре, поэтому ток статора — это геометрическая сумма приведенного тока ротора и намагничивающего тока:

Механической характеристикой АД называют зависимость электромагнитного момента М от скольжения, то есть М =/(s) или со = f{M), вывод которой приведен ниже. Электромагнитная мощность трех фаз, которая передается через воздушный зазор ротору двигателя, равна:

Эта же мощность через электромагнитный момент

откуда

Зависимость (2.46) с учетом выражения (2.42) представляет собой механическую характеристику для двигательного режима.

Скольжение, при котором момент двигателя будет максимальным, называют критическим:

Знак «плюс» соответствует двигательному режиму, а знак «минус» — генераторному режиму с отдачей энергии в сеть. Если подставить в уравнение (2.47) значение sK, то получим выражение критического момента

Из формулы (2.49) следует, что Л/к в генераторном режиме будет отрицательным и по абсолютному значению в 1,5...3 раза больше критического момента в двигательном режиме.

Разделив уравнение (2.47) на уравнение (2.49), после соответствующих преобразований получим уравнение механической характеристики, применяемое для двигателей малой мощности

где Мк, 5к — соответственно критические момент и скольжение асинхронного двигателя; а = Ri/R'2.

Для двигателей средней и большой мощности, полагая R *0, механическую характеристику строят по упрощенной формуле, позволяющей использовать лишь паспортные данные двигателя:

где Л/к = Л/НХ, X — перегрузочная способность двигателя; 5k =5н(1 +7^—1).

Расчет механических и электромеханических характеристик. Его

проводят в следующем порядке.

  • 1. На основании паспортных данных двигателя определяют его номинальный Мн и критический Мк моменты, а далее рассчитывают механическую характеристику по формуле (2.50) для двигателей мощностью до 100 кВт и (2.51) для двигателей средней и большой мощности.
  • 2. Электромеханическую характеристику, определяющую зависимость между скоростью вращения ротора и и током ротора Г2, рассчитывают по формуле (2.42), а током статора 1 по формуле профессора В. А. Шубенко

где /[ — ток статора, А; /0 — ток холостого хода двигателя, А; 1„ — номинальный ток статора двигателя, А; М— момент двигателя при скольжении s, определяемый по естественной механической характеристике, Н • м; Л/„ — номинальный момент двигателя, Н • м.

3. Для асинхронных двигателей при наличии неполных каталожных данных параметры двигателя определяют приближенно [14]. При этом для машин малой мощности принимают а = 1. Сначала находят критическое скольжение sK, полагая л =5„, затем вычисляют критический момент Мк = ткМн, где тк — отношение критического момента'к номинальному, тк = X.

Дальнейший расчет электромеханических характеристик выполняют аналогично п. 2.

4. Расчет искусственных электромеханических характеристик удобно проводить по формулам проф. Шубенко: /1(5) по формуле (2.52), a /2(i) по формуле (2.52, а)

где / — номинальный ток ротора двигателя, А.

Методика расчета и построения естественных и искусственных механических и электромеханических характеристик подробно освещена в учебной литературе [2, 14]. В качестве примера на рисунке 2.25 представлены механическая (а) М =f(s) или со =^(ЛД и электромеханические (б) Г2 =/3(ш) и /[ =/*(со) характеристики асинхронного двигателя.

В заключение следует отметить, что механическую характеристику по формуле Клосса рассчитывают для скольжений 0 < s < 0,7,

Механическая (а) и электромеханические характеристики АД (б)

Рис. 2.25. Механическая (а) и электромеханические характеристики АД (б)

а при скольжении $>0,7 используют паспортные данные пускового и минимального моментов. При этом минимальный момент находится в диапазоне скольжений 0,7...0,9 (если в паспорте двигателя отсутствует конкретное значение $пйП).

Пример 2.8. Паспортные данные асинхронного двигателя серии 4А255М4УЗ.

Номинальная мощность Р, кВт 55

Номинальное напряжение двигателя, В 220/38'

Синхронная частота вращения (щ), мин-1 1500

Номинальное скольжение (5^), % 1,4

КПД (Пдв) 0,925

Коэффициент мощности (cos <р) 0,9

Момент инерции двигателя (/дв), (кг • м2) 0,64

Кратность пускового момента (тп) 1,3

Кратность минимального момента (п^^) 1

Кратность критического момента (тк) 2,5

Критическое скольжение (jJ 0,1

Допустимая кратность пускового тока (/„) 7

Данный двигатель имеет следующие параметры схемы замещения в относительных единицах: Л^ = 4,2; R = 0,027; = 0,086; /^ = 0,015; Л^ = 0,14.

По паспортным данным определим пусковой и минимальный моменты:

Определим частоту, соответствующую минимальному моменту. Для этого примем 5min = 0,8 и определим а),™, по формуле

Далее приведена механическая характеристика асинхронного двигателя серии 4А255М4УЗ с учетом его паспортных данных

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >