Диаграммы асинхронного двигателя

1. На листе миллиметровой бумаги размером (180х250 мм) наносят оси координат, начало кото­рых располагают в левом нижнем углу листа (рисунок 15). Выбирается и строится исходная точка О₁. Вертикально откладывается вектор номинального фазного напряжения U_1Ф, затем под углом 90^о откладывается горизонтально линия О₁Е.

2. Выбираются масштабы переменных величин. Исходным масштабом является масштаб тока.

Величину масштаба тока m_I [А/мм] выбирают так, чтобы отрезок удобно помещался на листе бумаги и был бы равен 200 – 250 мм.

т_i=I_КН /250[А/мм]

Значение m_I округляют до ближайшего удобного для пользования числа.

Другие масштабы рассчитываются в зависимости от масштаба тока:

- масштаб мощности т_р=3 · U_1Ф · m_I, [Вт/мм],

где , В - фазное напряжение.

- масштаб момента т_М=т_р /Ω₁ [Н^.м/мм],

где , рад/с – угловая частота вращения магнитного поля при частоте 50 Гц;

р - число пар полюсов статора, найденное в задании выше.

3. Строят вектор . Для этого под углом к век­тору U_1Ф проводят прямую, на которой из начала координат (точка О₁) откладывают отрезок , мм, получают вектор тока I_О и точку G. Из этой точки отпускается перпендикуляр на линию О₁Е, полученный отрезок рекомендуется поделить пополам и получить точку О. Необходимо провести линию из точки О₁ до точки О, полученная линия О₁О является вектором тока идеального холостого хода I_ОО.

4. Из точки О строится горизонтальная линия под углом 2γ.

(26)

5. Строят вектор тока I_КН. Для этого из начала координат
проводят прямую под углом φ_К к вектору напряжения U_1Ф, на которой откладывают отрезок O₁С = , мм, получается точка С.

6. Точки О и С соединяются прямой линией. Отрезок линии ОС делится пополам и из середины отрезка ОС проводится под углом 90^о линия до пересечения с линией, ранее проведённой под углом 2γ. Полученная точка О_к является центром окружности.

7. Проводится окружность с центром О_к, проходящая через точки О и С.

8. Из точки С опускается перпендикуляр к линии, ранее проведённой под углом 2γ. Полученный отрезок СН соответствует активному сопротивлению фазы в режиме короткого замыкания R_к.

9. Отрезок СН необходимо разделить так, чтобы выполнялось соотношение

, т.е (27)

По найденному отрезку FH находится точка F. Расчетные сопротивления R₇₅ и R_К были найдены выше по формулам (23) и (24).

10. Из точки О проводится прямая линия через точку F до пересечения с окружностью. Полученная линия ОВ будет являться линией отсчёта электромагнитного момента по круговой диаграмме.

Таким образом, построены все исходные точки и круговая диаграмма.

Точки на окружности соответствуют следующим режимам асинхронной машины:

- О – для идеального холостого хода (s=0);

- G – для реального холостого хода;

- С – для короткого замыкания (s=1);

- В – для частоты вращения ротора, весьма значительно отличающегося от синхронной частоты вращения магнитного поля, т.е. s=±∞.

Примечание: На круговой диаграмме (рисунок 14 и 15) построена линия под углом 2γ. Угол 2γ имеет относительно малую величину. Иногда пренебрегают углом 2γ из-за его малой величины, не строят линию под углом 2γ и получают так называемую упрощённую круговую диаграмму.

При выполнении контрольной работы № 2 по асинхронной машине студентам разрешается построить и использовать упрощенную круговую диаграмму.

Рисунок 15 – Круговая диаграмма асинхронного двигателя

Построение шкал на круговой диаграмме для определения переменных величин асинхронной машины (см. рисунок 15)

Шкала cosφ строится на векторе фазного напряжения. Откладывается отрезок, который делится на 5 или 10 равных частей, обозначаются доли этого отрезка, начиная от точки О₁. Проводится часть окружности с центром О₁, как показано на рисунке 15. Пользование шкалой cosφ рассмотрено ниже.

Для построения шкалы скольжения необходимо предварительно провести линию через точки В и С и продолжить ее. Затем провести линию перпендикулярно к радиусу О_кВ так, чтобы получилось пересечение с линией, ранее проведённой через точки В и С, в пределах площади чертежа.

Построенная линия будет являться шкалой скольжения. Точка, соответствующая скольжению s=0, будет находиться в месте ее пересечения с линией ОВ. Полученный отрезок линии делят на доли от 0 до 1, как показано на рисунке 15, и получают шкалу скольжения. Пользование шкалой скольжения будет рассмотрено ниже.

Определение переменных величин асинхронной машины по круговой диаграмме (см. рисунок 15)

Из точки О₁ в масштабе тока с по­мощью циркуля откладывают вектор номинального тока ста­тора I_Н так, чтобы конец этого вектора (точка N) лежал на окружности токов, О₁N = , мм. Точку N соединяют с точкой О и получают треугольник О₁NО, стороны которого соответствуют токам.

Определение токов:

1 Фазный ток статора I₁=m_i· O₁N.

2 Фазный ток ротора I₂=m_i·ON (Линия ОN на рисунке 15 не проведена потому, чтобы не затенять эту часть круговой диаграммы).