ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ СХЕМИ ЗАМІЩЕННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ЗА КАТАЛОЖНИМИ ДАНИМИ

Як правило, в каталогах [I] на асинхронні двигуни наводяться наступні технічні дані:

- номінальна потужність двигуна, кВт;

- номінальна фазна напруга, В;

- номінальна частота обертання, об / хв (або - номінальне ковзання, о. Е.);

- коефіцієнт корисної дії в режимі номінальної потужності (100% -а навантаження),%;

  • - коефіцієнт потужності в режимі номінальної потужності, о. е .;
  • - кратність пускового струму, о. е .;
  • - кратність пускового моменту, о. е.

Ці дані дозволяють визначити параметри схеми заміщення при наступних основних припущеннях:

  • • магнітні і механічні втрати в двигуні складають 9
  • • активні опори обмотки і роторної обмоток покладаються незалежними від режиму роботи двигуна, т. Е. Ефекти витіснення не враховуються.

Визначається струм холостого ходу асинхронного двигуна [2]:

(5.21)

де - номінальний струм статора двигуна, А; номінальне ковзання, о. е .; - синхронна частота обертання, об / хв; - номінальна фазна напруга, В;

(5.22)

ток статора двигуна при частковому завантаженні, A; cosφp, - коефіцієнт потужності при частковому завантаженні, о. е .; - ККД при частковому завантаженні, о. е .; - коефіцієнт завантаження двигуна, о. е .; Р - потужність двигуна при частковому завантаженні, кВт.

Коефіцієнти потужності і ККД при частковому завантаженні в технічній літературі наводяться рідко, а для цілого ряду серій електричних машин такі дані в довідковій літературі відсутні. Ці параметри можна визначити, керуючись такими міркуваннями:

• сучасні асинхронні двигуни проектуються таким чином, що найбільший ККД досягається при завантаженні на 10 год-15 % менше номінальної [1]. Двигуни розраховуються так тому, що більшість з них в силу стандартної дискретної шкали потужностей працюють з деякою недовантаженням. Тому КПД при найменшому навантаженні і навантаженні практично рівні між собою, т. Е.

• коефіцієнт потужності при тому ж навантаженні сильно відрізняється від коефіцієнта потужності при номінальному навантаженні, причому его відміну в значній мірі залежить від потужності двигуна і для відомих серій асинхронних двигунів з достатньою для практики точністю підпорядковується залежності, наведеної на рис. 5.5.

З формули Клосса визначимо вираз для розрахунку критичного ковзання

(5.23)

де (5.24)

(5.25)

Залежність від потужності асинхронного двигуна

Мал. 5.5. Залежність від потужності асинхронного двигуна

Значення коефіцієнта β відповідно до джерела [3] знаходиться в діапазоні

Визначимо коефіцієнт [2]

(5.26)

Тоді активний опір ротора, приведений до обмотці статора асинхронного двигуна:

(5.27)

Активний опір обмотки статора можна знайти за наступним виразом:

(5.28)

Визначимо параметр , який дозволяє знайти індуктивний опір короткого замикання :

(5.29)

Очевидно, що при негативному подкоренного вираженні (5.29) спочатку прийняте значення необхідно змінити.

Тоді індуктивний опір короткого замикання

(5.30)

Для того щоб виділити з індуктивного опору короткого замикання опору розсіювання фаз статора і ротора , скористаємося співвідношеннями [4], які справедливі для серійних асинхронних двигунів.

Індуктивний опір розсіювання фази роторного обмотки, наведене до обмотки, може бути розраховане за рівнянням

(5.31)

Індуктивний опір розсіювання фази обмотки статора може бути визначено але наступного виразу:

(5.32)

Згідно векторній діаграмі (див. Рис. 5.3) ЕРС гілки намагнічування , наведена потоком повітряного зазору в обмотці статора в номінальному режимі, дорівнює

(5.33)

тоді індуктивний опір контуру намагнічування

(5.34)

Наведена методика дає задовільний сходження розрахункових механічних характеристик і механічних характеристик, побудованих за трьома паспортним точкам на робочому ділянці механічної характеристики, тобто при зміні ковзання "від 0 до

Приклад 5.2. Для короткозамкнутого асинхронного двигуна типу 4А112МВ6УЗ визначити параметри Т-подібної схеми заміщення. Двигун має наступні технічні дані [1]:

  • • номінальна потужність кВт;
  • • номінальна фазна напруга В;
  • • синхронна частота обертання об / хв;
  • • номінальне ковзання о. е .;
  • • коефіцієнт корисної дії в режимі номінальної потужності (100% -а навантаження) %;
  • • коефіцієнт потужності в режимі номінальної потужності о. е .;
  • • кратність пускового струму о. е .;
  • • кратність пускового моменту о. е .;
  • • кратність максимального моменту о. е .;
  • • кратність мінімального моменту о. е.,

Рішення. Струм холостого ходу асинхронного двигуна

де А - номінальний струм статора двигуна; - число фаз асинхронного двигуна; А - струм статора двигуна при частковому завантаженні; о. с. - коефіцієнт потужності при частковому завантаженні (див. Рис. 1.6); о. е. - ККД при частковому завантаженні; о. е. - коефіцієнт завантаження двигуна.

критичне ковзання

Значення коефіцієнта , згідно [3], знаходиться в діапазоні . приймаємо

Визначимо коефіцієнти:

Активний опір ротора, приведений до обмотці статора асинхронного двигуна:

Активний опір обмотки статора

Визначимо параметр , який дозволяє знайти індуктивний опір короткого замикання :

тоді

Індуктивний опір розсіювання фази роторного обмотки, наведене до обмотки, може бути розраховане за рівнянням

Індуктивний опір розсіювання фази обмотки статора може бути визначено за наступним виразом:

ЕРС гілки намагнічування , наведена потоком повітряного зазору в обмотці статора в номінальному режимі, дорівнює

тоді індуктивний опір контуру намагнічування

У табл. 5.1 наведені параметри схеми заміщення асинхронного двигуна, розраховані за каталожними даними (рядок 1), закладені в проектні розрахунки цього двигуна [4] (рядок 2), а також похибка % визначення кожного з параметрів (рядок 3).

Таблиця 5.1

параметр

* 1

розрахунок

1.878

2,248

1.393

2,994

54.47

проект

1,856

1,759

1,494

2,651

48,2

Похибка,%

1,17

21,7

8,0

11,4

11,2

Як випливає з аналізу результатів, наведених в табл. 5.1, збіжність розрахункових параметрів схеми заміщення і проектних даних заводу-виготовлювача в основному знаходиться в інженерних допуски.

Приклад 5.3. Для короткозамкнутого асинхронного двигуна типу 4А112МВ6УЗ розрахувати і побудувати природні механічну і електромеханічну статичні характеристики.

Основні параметри асинхронного двигуна і його схеми заміщення:

  • • номінальна потужність двигуна кВт;
  • • номінальна фазна напруга В;
  • • номінальне ковзання о. е .;
  • • номінальний струм обмотки статора А;
  • • активний опір фази обмотки статора Ом;
  • • індуктивне опір розсіювання фази обмотки статора Ом;
  • • активний опір ротора, приведений до обмотці статора Ом;
  • • індуктивне опір розсіювання фази обмотки ротора, приведений до обмотці статора Ом;
  • • кратність пускового струму о. е .;
  • • кратність максимального моменту о. е.
  • • кратність мінімального моменту о. е.

Рішення. Визначимо синхронну кутову швидкість двигуна

Розрахунок природної механічної характеристики асинхронного двигуна зробимо відповідно до вираження (5.7)

Механічна характеристика, розрахована за (5.7) в математичній системі MathCAD, наведена на рис. 5.6.

Визначимо додаткові параметри двигуна.

• Момент критичний рухового режиму

• Критичне ковзання

• Номінальна швидкість двигуна

• Номінальний момент двигуна

• Максимальний момент двигуна

• Мінімальний момент двигуна

Природна механічна характеристика асинхронного двигуна: 1 - момент номінальний;  2 - момент максимальний;  3 - момент мінімальний

Мал. 5.6. Природна механічна характеристика асинхронного двигуна: 1 - момент номінальний; 2 - момент максимальний; 3 - момент мінімальний

Знайдені координати точок з номінальним, максимальним і мінімальним моментом нанесені на розрахований графік (див. Рис. 5.6) природної механічної характеристики асинхронного двигуна у вигляді трикутників.

Висновок. Аналіз розрахунків показує, що контрольні точки, знайдені відповідно до каталожними даними двигуна, добре збігаються з розрахованим графіком механічної характеристики асинхронного двигуна, тому методику визначення параметрів схеми заміщення асинхронного двигуна по його каталожними даними можна вважати прийнятною.

Визначимо залежність струму ротора , приведеного до обмотки статора, від ковзання s :

Графік електромеханічної характеристики , розрахований за формулою (5.2) в математичній системі MathCAD, наведено на рис. 5.7.

Графік електромеханічної характеристики

Мал. 5.7. Графік електромеханічної характеристики

Електромеханічну характеристику розрахуємо за виразом (5.4) з урахуванням струму , знайденого за рівнянням (5.2), тоді

де

Електромеханічна характеристика приведена на рис. 5.8.

Графік природної електромеханічної характеристики асинхронного двигуна: - точка з номінальними параметрами двигуна

Мал. 5.8. Графік природної електромеханічної характеристики асинхронного двигуна: - точка з номінальними параметрами двигуна

Визначимо номінальний струм статора асинхронного двигуна при номінальному ковзанні відповідно до електромеханічної характеристикою.

Номінальний струм ротора двигуна при номінальному ковзанні

Синус кута між вектором фазної напруги і зв'язаних вектором струму ротора (див. Рис. 5.3)

Номінальний струм статора двигуна

Висновок. Значення номінального струму статора асинхронного двигуна, певне але його елек тромеханіческой характерце гіке, практично збігається зі значенням, розрахованим за каталожними даними: (див. Приклад 5.1). Це підтверджує правильність методики визначення параметрів схеми заміщення асинхронного двигуна по його каталожними даними.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >