Основные теоретические сведения. Механическая характеристика АД

Оглавление

Введение. 3

Основные теоретические сведения. 4

Механическая характеристика АД.. 7

Порядок выполнения работы.. 11

Литература. 19

Введение

ЭП с трехфазным асинхронным двигателем (АД) является самым Массовым видом привода в промышленности, коммунальном и сельском хозяйстве. Такое положение определяется простотой изготовления и эксплуатации АД, меньшими по сравнению с ДПТ массой, габаритными размерами и стоимостью, а также высокой надежно­стью в работе.

В основную общепромышленную серию 4А входят АД с мощностью от 0,06 до 400 кВт и высотами осей вращения от 50 до 355 мм, которые выпускаются самых различных модификаций и конструктивных исполнений: с повышенными пусковым моментом и скольжением; с фазным ротором; встраиваемые; малошумные; со встроенной температурной защитой; с электромагнитным тормозом; с подшипниками скольжения;

химостойкие. АД различаются также по климатическому исполнению и категории размещения. Для ком­плектации ЭП большой мощности выпускаются АД серий АН-2 (мощностью до 2000 кВт), АВ (мощностью до 8000 кВт), ДАЗО (мощ­ностью до 1250 кВт) и ряд других.

Для ЭП крановых механизмов производятся специализированные АД серий MTF (с фазным ротором) и MTKF (с короткозамкнутым ротором), а для рабочих машин и механизмов металлур­гического производства - АД серий МТН (с фазным ротором) и МТКН (с короткозамкнутым ротором). В составе этих серий вы пускаются и многоскоростные АД. Двигатели указанных серий отличаются повышенной механической прочностью, большими пусковыми моментами при сравнительно небольших пусковых токах, хорошими динамическими показателями.

Цель работы: расчет асинхронного трехфазного двигателя, определение параметров двигателя и построение механической характеристики.

Основные теоретические сведения

Трехфазный АД имеет обмотку статора, подключаемую к трехфазной сети переменного тока с напряжением U₁, и частотой f₁, и обмотку ротора, которая может быть выполнена в двух вариантах. Первый вариант предусматривает выполнение обычной трехфазной обмотки из проводников с выводами на три контактных кольца Такая конструкция соответствует АД с фазным ротором (рис. 1, а). она позволяет включать в роторную цепь различные электротехнические элементы, например резисторы для регулирования скорости, тока и момента ЭП, и создавать специальные схемы включения АД.

Рис. 1 – АД с фазным ротором

Второй вариант – это выполнение обмотки заливкой алюминия в пазы ротора, в результате чего образуется конструкция, известная под названием «беличья клетка». Схема АД с такой обмоткой, не имеющей выводов и получившей название короткозамкнутой, представлена на рис.1, б.

Для получения выражений электромеханической и механической характеристик АД используется его схема замещения, на которой цепи статора и ротора представлены своими активными и индуктивными сопротивлениями. Особенность схемы замещения АД состоит в том, что в ней ток, ЭДС и параметры цепи ротора пересчитаны (приведены) к цепи статора, что и позволяет изобразить эти две цепи на схеме соединенными электрически, хотя в действительности связь между ними осуществляется через электромагнитное поле. Приведение осуществляется с помощью коэффициента трансформации АД по ЭДС:

где Е₁ и Е_2к - фазные ЭДС статора и ротора при неподвижном роторе;

U _ф.ном – фазное номинальное напряжение сети. Расчетные формулы приведения имеют вид:

– где штрихом обозначены приведенные значения.

В теории электрических машин разработаны и применяются две основные схемы замещения АД - более точная Т-образная и упрощенная П-образная. На рис.2 представлена П-образная схема замещения, которая в дальнейшем и используется при выводе формул для характеристик АД.

Рис. 2 – П-образная схема замещения.

На рисунке 1 и 2 приняты следующие обозначения: U₁, -

действующее значение линейного и комплексное фазного напряжения сети; - комплексные фазные токи статора, намагничивания и при­веденный ток ротора; х₁, х'₂ - индуктивные сопро­тивления от потоков рассеяния фазы обмотки статора и приведен­ное фазы ротора; -

индуктивное сопротивление контура намагничивания;

R_c, R_1Д, R₁=R_c+ R_1Д - активные фазные сопротивления обмотки статора,

добавочного резистора и суммарное сопротивление фазы статора;

R^'_р,R^’_2Д, R^’₂ = R^’_р + R^’_2Д - активные приведенные к обмотке статора фазные сопротивления обмотки ротора, добавочного резистора и суммарное сопротивление фазы ротора;

s= (ω₀-ω)/ ω₀ - скольжение АД; ω₀= 2πƒ₁/р - угловая скорость магнитного поля АД (скорость идеального холостого хода); ƒ₁, - частота питающего на­пряжения; р - число пар полюсов АД.

Как видно из рисунка 2, ЭДС статора равна приведенной ЭДС

ротора, а ток намагничивания I_т, определяющий магнитный поток АД, протекает под действием U_ф по отдельной цепи, состоящем из сопротивлений контура намагничивания х_m и R_m, и представляет собой векторную сумму токов статора и приведенного роторного, т. е. .