Расчёт механических характеристик асинхронной машины. Естественные механические характеристики асинхронного двигателя

Министерство образования РФ

Нижнетагильский технический институт

ГОУ ВПО «Уральского государственного технического университета – УПИ»

Кафедра АТПС   

Расчётно-графическая работа

по курсу «Электрические машины».

Расчёт механических характеристик асинхронной машины.

Вариант № 12

Группа                                 212 – ЭАПУ

Студент                              

Преподаватель           

Нижний Тагил, 2003

Асинхронный двигатель включают в сеть с напряжением  U_л = 220 В, обмотки статора соединены по схеме Y, в соответствии с параметрами, приведенными в таблице:

Номинальная мощность Рном, кВт	Перегрузочная способность lm	Номинальная частота вращения nном, об/мин
1,5	2,2	1415

Задание:

1.  Рассчитать естественные механические характеристики асинхронного двигателя.

2.  Рассчитать искусственные механические характеристики при снижении напряжения сети: U₁ = 0,8×U_ном

3.  Рассчитать искусственные механические характеристики при допущении, что сопротивление в цепи ротора возросло в 3 раза.

4.  Определить M_ном, М_к, S_ном, S_к для естественной и искусственных характеристик.

          Рассмотрим номинальный режим работы асинхронной машины:

Из соотношения n₁ = 60f₁/p выразим число пар полюсов р:

p = 60f₁/n₁.

Учитывая, что в номинальном режиме скольжение S не велико (т.е. n_ном » n₁, а частота питающей сети = 50 Гц, получаем:

p » 3000/n_ном = 3000/1415 = 2,12, т.к. р – целое число, то р = 2.

Тогда n₁ = 60f₁/p = 60×50/2 = 1500 (об/мин)

Определим S_ном:

S_ном = (n₁ – n_ном)/n₁ = (1500 – 1415)/1500 = 0,057

Рассчитаем S_к:

Найдем М_ном и М_к:

М_ном = 9550×Р_ном/n_ном = 10,12

М_к = l_m×М_ном = 10,12×2,2 = 22,26

          Рассмотрим режим, когда U₁ = 0,8×U_ном:

Учитывая, что скольжение S от питающего напряжения не зависит, получаем:

S_ном1 = S_ном = 0,057

S_к1 = S_к = 0,25

Определим значения М_ном1 и М_к1:

Запишем соотношение для М:

 

Очевидно, что М ~ U₁². Тогда:

, откуда M_ном1 = М_ном×0,8² = 10,12×0,8² = 6,48

Тогда М_к1 = М_ном1×l_m = 6,48×2,2 = 14,26.

          Рассмотрим режим работы мащины при допущении, что сопротивление в цепи ротора возросло в 3 раза:

Так как введение добавочного сопротивления в цепь ротора не оказывает значения на величины М_ном и М_к, то можно записать:

М_ном2 = М_ном = 10,12

М_к2 = М_к = 22,26

Рассчитаем величины S_ном и S_к:

Запишем выражение для определения S_к:

Выражение в числителе можно представить как сопротивление цепи ротора. Тогда:

Учитывая, что r_рот/r_рот2 = 1/3, получаем:

S_к/S_к2 = 1/3, откуда:

S_к2 = 3×S_к = 3×0,25 = 0,75

Выразим S_ном из соотношения . Получим:

S_ном = 0.75/(2.2+(2.2² – 1)^1/2) = 0.18.

Построим механические характеристики для рассчитанных режимов, пользуясь соотношением: