Содержание
1 Общие требования к контрольной работе. 4
2 Асинхронные машины.. 5
2.1 Электрические соотношения в цепях статора и ротора трехфазного двигателя 5
2.2 Преобразование активной мощности. КПД двигателя. 7
2.3 Электромагнитный момент и механические характеристики асинхронного двигателя 8
2.4 Пуск и регулирование скорости вращения трехфазного асинхронного двигателя 10
Варианты контрольных заданий для задачи №1. 13
Вопросы для самоконтроля. 15
3 Выбор электродвигателя. 16
3.1 Расчет мощности и выбор двигателя для продолжительного режима работы 18
3.2 Расчет мощности и выбор двигателя для кратковременной нагрузки. 19
3.3 Расчет мощности и выбор двигателя для повторно-кратковременного режима 19
Варианты контрольных заданий для задачи № 2. 24
Вопросы для самоконтроля. 26
Общие требования к контрольной работе
Цель контрольной работы заключается в самостоятельном расчете потребляемой мощности, номинального и максимального моментов, пускового тока, номинального и критического скольжения. Так же студент должен самостоятельно построить механическую характеристику, построить нагрузочную диаграмму, выбрать по каталогу асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и провести проверку двигателя по перегрузочной способности.
Оформить работу в виде текста на одной стороне листа А4, текст шрифта TimeNewRoman, 14 размер, полуторный интервал, выравнивание по обоим краям, нумерация страниц сверху по центру.
Контрольная работа состоит из 2 задач. К каждой задаче дана таблица с вариантами. Номер варианта уточняется преподавателем.
Асинхронные машины
Асинхронные машины относятся к классу электрических машин переменного тока. Они обладают свойством обратимости, т. е. могут работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора. Однако в режиме двигателя рабочие характеристики и эксплутационные свойства намного лучше, чем в режиме генератора. Поэтому асинхронные машины практически всегда используют только в качестве двигателя.
Мощность асинхронных двигателей колеблется в широких пределах - от долей ватта до нескольких тысяч киловатт. Двигатели обычно имеют симметричную трехфазную обмотку на статоре, включаемую в трехфазную сеть. Их основными достоинствами является высокая надёжность в работе и низкая стоимость. Благодаря этим качествам они являются самыми распространёнными двигателями для привода различных станков, подъемно-транспортных механизмов, насосно - компрессорных и др. машин.
Асинхронные двигатели мощностью до 500 Вт выполняют однофазными или двухфазными. Их широко применяют в системах автоматики, для привода электрифицированного инструмента, в бытовых приборах.
Электрические соотношения в цепях статора и ротора трехфазного двигателя
Изучение асинхронного двигателя нужно начинать с устройства и принципа действия. Включенная в сеть трехфазная обмотка статора, создаёт вращающееся магнитное поле, частота вращения которого определяется выражением
где n1 - частота вращения магнитного поля статора в об/мин; f1 - частота сети (f1 = 50 Гц); р - число пар полюсов двигателя.
Это поле пересекает проводники обмоток статора и ротора, индуктируя в них ЭДС. В короткозамкнутой обмотке ротора под действием ЭДС возникает ток. Взаимодействие этого тока с вращающимся магнитным полем приводит к созданию момента. Если создаваемый момент больше тормозного момента на валу (трение в подшипниках, вентиляция, нагрузка на валу), то ротор начнёт раскручиваться в сторону поля. Догнать магнитное поле статора ротор не может (в противном случае ЭДС, ток и вращающий момент станут равными нулю), но он будет вращаться с небольшим отставанием, которое характеризуется скольжением
где s - скольжение, n - частота вращения ротора в об/мин.
При изменении режима работы от пуска (ротор неподвижен) до холостого хода (n близко к n1) скольжение изменяется в пределах 1 ≥ s > 0. При нагрузке, близкой к номинальной, скольжение современных двигателей находится в пределах s H = 0,02…0,06.
Действующие значения ЭДС, индуктируемые в обмотках статора и ротора вращающимся магнитным полем, определяются выражениями
Е1 = 4,44· f1 · w1 · k ОБ.1· Ф,
где k ОБ.1 - обмоточный коэффициент (учитывает распределение обмотки и укорочение ее шага); f1 – частота переменного тока в обмотках статора; w1 – число витков фазы обмотки статора; Ф - поток в воздушном зазоре между статором и ротором;
Е 2s = 4,44· f 2· w 2· k ОБ.2· Ф,
где f 2 = f1 · s - частота переменного тока в обмотке ротора; w 2 – число витков обмотки ротора.
Основные уравнения двигателя в комплексной форме (обмотка ротора приведена к обмотке статора)
где I 0 - комплекс тока холостого хода; модуль этого тока для трехфазных двигателей изменяется в пределах I 0 = (20…50)% от I 1Н (значительно больше, чем в трансформаторе, что обусловлено наличием воздушного зазора); 
индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора.