Электротехника \ Электротехника

Расчет и построение рабочих характеристик асинхронного двигателя, страница 2

Q1=Qp1+Qp2+Qm, где       Qp1 – мощность, идущая на создание поля рассеяния обмотки статора, вар,

Qp1=3×(I02+(I¢2)2)×Х1;

Qp2 – мощность, идущая на создание поля рассеяния обмотки ротора, вар,

Qp2=3×(I¢2)2×Х¢2;

Qm – мощность, идущая на создание основного магнитного потока, вар,

Qm=3×I02×Хм.

Qp1=3×(21,362+60,42)×0,327=4026 вар.

Qp2=3×60,42×0,327=3579 вар.

Qm=3×21,362×9,831=13456 вар.

Q1=4026+3579+13456=21061 вар.


5 Определение пускового тока двигателя

5.1 Приведенное активное сопротивление фазы обмотки ротора:

При пуске асинхронного двигателя в обмотке ротора возникает явление вытеснения тока, и как следствие – некоторое увеличение ее активного сопротивления. Создаваемый при этом пусковой момент, Н×м, может быть определен с помощью Г-образной схемы замещения по формуле:

Мп=, где       R - приведенное активное сопротивление фазы обмотки ротора, Ом.

Пусковой момент также можно вычислить по выражению:

Мп=mп×Мном, где       mп – кратность пускового момента,

mп=1,4.

Мп=1,4×121,41=169,6 Н×м.

Тогда R определим из уравнения:

.

.

.

Откуда R=0,187 Ом и R=2,338 Ом.

Из двух значений R принимаем ближайшее к R, т.е. R=0,187 Ом.

5.2 Сопротивления Rэк и Zэк, Ом:

Rэк= R/s+R1=0,187/1+0,1=0,287 Ом.

Zэк==.

5.3 Пусковой ток ротора I¢2п и его составляющие I¢2п.а и I¢2п.р, А:

I¢2п=Uф.ном/Zэк=220/0,714=308,14 А.

I¢2п.а= I¢2п×cosy2п= I¢2п×Rэк/Zэк=308,14×0,287/0,714=125,62 А.

I¢2п.р= I¢2п×siny2п= I¢2п×(X1+X2¢)/Zэк=308,14×(0,327+0,327)/0,714=282,25 А.

5.4 Активная Р1п, Вт, и реактивная Q1п, вар, мощности:

.

5.5 Пусковой ток двигателя, А:

5.6 Кратность пускового тока:

kI=IП/I1ном333,25/70,182=4,748.


            6 Анализ влияния напряжения на работу асинхронного двигателя

Значения тока холостого хода при изменении напряжения определяют по характеристике холостого хода, которая представляет собой зависимость:

f(kU)=I0/I0ном, где       kU=U/Uном – кратность напряжения сети;

U – фактическое напряжение сети, В.

Из этой характеристики следует, что ток холостого хода равен:

I0=0,875× I0ном=0,875×21,36=18,69 А             при kU=0,9;

I0=1,25× I0ном=1,25×21,36=26,7 А                   при kU=1,1.

Определение остальных параметров режима работы двигателя аналогично вычислению его рабочих характеристик. Результаты расчета сведем в таблицу IV.

Таблица IV Влияние напряжения на характеристики асинхронного двигателя мощностью Рном=37 кВт

Параметры режима

Кратность напряжения

0,9

1,0

1,1

U, В

342

380

418

s

0,020

0,018

0,016

Rэк, Ом

3,203

3,583

3,942

Zэк, Ом

3,269

3,643

3,996

I¢2, А

67,11

60,40

54,91

P1, Вт

45606,8

41544,8

37981,4

Q1, вар

22739,7

21060,9

19818,7

I1, А

77,214

70,573

64,911

cosj1

0,8949

0,8919

0,8866

Pэм, Вт

41925,6

38120,3

34746,9

P2, Вт

40634,4

36990,1

33735,8

h, %

89,10

89,04

88,82

n2, об/мин

2939

2945

2951

Рассмотрим режим работы двигателя при уменьшении нагрузки на него, т.е. при kU=0,9 и I¢2= I¢2ном:

6.1 Полное сопротивление:

Zэк=

6.2 Активное сопротивление:

Rэк=

6.3 Скольжение двигателя:

s=R¢2/(Rэк-R1)=0,0627/(3,203-0,1)=0,020.

6.4 Электромагнитная мощность:

Рэм=

6.5 Выходная мощность, Вт:

Р2=Рмех-DРмех=Рэм×(1-s)-DРмех=34311×(1-0,020)-444=33181Вт=33,181кВт.

6.6 Момент нагрузки, Н×м:

М2=Р2/W2=Р2/(W1×(1-s))= 33181/(314,16×(1-0,020))=107,77 Н×м.

Кнагр=(М2ном-М2)/М2ном=(119,95-107,77)/119,95=0,102.

При падении напряжения в сети до U=kU×Uном=0,9×380=342 В, необходимо снизить нагрузку на вал двигателя на 10,2%.


7 Построение механической характеристики

МП=169,60 Н×м.

Мном=121,41 Н×м.

Ммакс=303,53 Н×м.

При kU=0,9:

МП 0,9=МП× k=169,6×0,92=137,38 Н×м.

Мном 0,9=Мном× k=121,41×0,92=98,34 Н×м.

Ммакс 0,9=Ммакс× k=303,53×0,92=245,86 Н×м.

При kU=1,1:

МП 1,1=МП× k=169,6×1,12=205,22 Н×м.

Мном 1,1=Мном× k=121,41×1,12=146,91 Н×м.

Ммакс 1,1=Ммакс× k=303,53×1,12=376,27 Н×м.

Определяем n2, об/мин, при М=Ммакс:

n2к=об/мин.


Список литературы

1.  Агеев С.П. Расчет параметров схемы замещения и режима работы асинхронного двигателя: Методические указания к выполнению курсовой работы по электротехнике и электронике.   – Архангельск: Изд-во АГТУ, 1999. – 12 с.

2. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. Учеб. для вузов. – 6-е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 1999. – 542 с.: ил.

Скачать файл