АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ.
Основные формулы и понятия:
· Мощность, потребляемая АД из сети:
Р1 = Ö3´UH IH (1) Р1 = PH /(h´cosj) (2)
· Частота вращения поля:
n1Н = 60´f/p (3)
· Скольжение:
s = (n1Н – n2)/ n1Н (4) если скольжение задано в %, умножить на 100.
· Номинальный момент, развиваемый на валу двигателя:
МН = 9,55´РН/n2H (5)
· Пусковой и максимальный моменты, развиваемые на валу двигателя:
ММАХ = l´МН (6) МП = кП ´ МН (7)
· Определение момента по формуле Клосса:
2ММАХ
М = (8)
s/sKP + sKP/s
· Критическое скольжение:
sKP = sH(l + Ö l2 –1) (9)
· Общая формула определения момента:
3UФ2 ´ R2
М = (10)
w0s[(R1 + R2/s)2 + XK2]
Анализ асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по паспортным данным.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, подключенный к электрической сети с линейным напряжением UН и частотой 50 Гц, имеет следующие номинальные данные:
· мощность на валу РН,
· скольжение sН,
· КПД hН,
· коэффициент мощности cosjH,
· кратность пускового момента относительно номинального кП =МП/МН,
· кратность пускового тока, потребляемого двигателем, относительно номинального кI = IП/IН,
· кратность максимального момента относительно номинального l=ММAX/МН.
· число пар полюсов обмотки статора р.
· фазное напряжение обмотки статора UФ.
Определить:
1. Схему соединения обмотки статора (звездой или треугольником), чтобы двигатель работал в номинальном режиме, если фазное напряжение обмотки статора UФ=220В. Начертить электрическую схему соединения обмоток АД.
При соединении обмоток статора «треугольником», соотношение фазного и линейного напряжений следующее UФ = UHOM, а при соединении «звездой» – UФ = UHOM /Ö3
Следовательно, если UH = 220B, то схема «треугольник», а если UH = 380B, то «звезда»:
«треугольник» «звезда»
 |
А А
B B
C C
2. Номинальные частоты вращения магнитного поля и ротора двигателя.
Расчет ведется по формулам (3) и (4), где f=50 Гц (стандартная частота сети).
3. Номинальный, пусковой и максимальный вращающие моменты двигателя.
· Номинальный момент рассчитывается по формуле (5),
· максимальный момент больше номинального в l раз ММАХ = l´МН,
· пусковой момент больше номинального в кП раз: МП = кП ´ МН.
4. Номинальный и пусковой токи в линии.
Номинальный ток определяется по формулам (1) и (2):
PH
IH =
Ö3UH ´ cosj ´ h
Пусковой ток больше номинального в кI раз:
IП = кI ´ IН
5. Номинальный и пусковой токи в фазах обмотки статора.
Определяется в зависимости от соединения обмоток статора:
· при соединении «звездой» IФН = IН / Ö3, IФП = IП / Ö3
· при соединении «треугольником» IФН = IН, IФП = IП.
6. Пусковой момент при снижении напряжения сети на m %.
В соответствии с формулой (10) момент (в том числе и пусковой) пропорционален UФ2, следовательно, можно составить пропорцию:
МП UФ2
=, отсюда МПm = МП ´ UФm2/ UФ2, где UФm = UФ ´ (1 – m)
МПm UФm2
(примечание: m перевести из % в доли)
7. Частоту вращения ротора, при которой на валу развивается максимальный момент.
Режим, при котором на валу развивается максимальный момент, является критическим. Скольжение и частота вращения вала также являются критическими. Критическое скольжение определяется по формуле (9), а частота вращения ротора по формуле (4).
8. Вращающий момент при скольжении s=0,5sКР (sКР – критическое скольжение), используя формулу Клосса (8), тогда подставив вместо s параметр 0,5sКР и проведя сокращение, получим следующий окончательный вариант:
2ММАХ 2ММАХ
М = =
0,5sКР/sКР + sКР/0,5sКР 2,5
9. Частоту f2 тока ротора при работе двигателя в номинальном режиме.
Используя формулы (4) и (5) выводят формулу для f2:
f2 = (n1 – n2) ´p/60
10. Мощность, потребляемую двигателем из сети.
Определяется по формуле (2)
11. Мощность, потребляемую двигателем из сети, когда ротор остановлен, а суммарные потери в цепи ротора составляют DР1=1 кВт.
Мощность равна сумме мощностей электромагнитной и потерь. Электромагнитная мощность двигателя, когда ротор остановлен определяется по формуле:
РЭМ = МП ´ n1H /9,55 Р1 = РЭМ + DР1
12. Потери мощности в цепи ротора в номинальных условиях, если потерями в сердечнике ротора и механическими потерями можно пренебречь.
Потери мощности равны разности электромагнитной мощности и номинальной.
DР2 = РЭМ – РН, где РЭМ = МН ´ n2H /9,55 (Вт)
13. Построить механическую характеристику n=f(M), считая ее участок от n=0 до nКР линейным.
а) Определить основные точки:
· режим пуска: М=МП, n2 = 0;
· критический режим: М=ММАХ, n2 = n2КР;
· режим холостого хода: М=0, n2 = n1H;
б) Двигательный режим строится по заданным значениям скольжения:
· задаются 3 – 4 значения скольжения в пределах от 0 до sКР;
· по заданным значениям скольжения определяют момент по формуле Клосса (8) и частоту вращения ротора по формуле (4) и строят таблицу:
| s | s1 | s2 | s3 | s4 |
| M | M1 | M2 | M3 | M4 |
| n2 | n21 | n22 | n23 | n24 |
в) по расчетным точкам строят механическую характеристику:
 |