Расчет и построение рабочих характеристик асинхронного двигателя

                        3 Расчет и построение рабочих характеристик

Расчет произведем для характеристик асинхронного двигателя при номинальной нагрузке.

3.1 Эквивалентное сопротивление рабочей ветви схемы, Ом:

R_эк=R₁+R₂¢/s.

R_эк=0,1+0,0627/0,018=3,583 Ом.

3.2 Эквивалентное полное сопротивление рабочей ветви схемы, Ом:

Z_эк=.

Z_эк=.

3.3 Приведенное значение тока ротора, А:

I¢₂=U_ф.ном/Z_эк.

I¢₂=220/3,643=60,4 А.

3.4 Активную Р₁ и реактивную Q₁ мощности, потребляемые из сети, вычисляем по уравнениям баланса мощностей, составленным по Г-образной схеме замещения при неизменном токе I_0ном.

Р₁=;

Q₁=.

Р₁=;

Q₁=.

3.5 Ток статора, А:

I₁=.

I₁=.

tgj₁=Q₁/P₁=21061/41545=0,5069.

cosj₁=0,8919.

3.6 Электромагнитная мощность, Вт:

Р_эм=3×R₂¢×(I₂¢)²/s.

Р_эм=3×0,0627×(60,4)²/0,018=38123 Вт=38,123 кВт.

3.7 Вращающий электромагнитный момент, развиваемый двигателем, Н×м:

М= Р_эм/W₁.

М=38123/314,16=121,35 Н×м.

3.8 Выходная мощность, Вт:

Р₂=Р_мех-DР_мех=Р_эм×(1-s)-DР_мех.

Р₂=38123×(1-0,018)-444=36993 Вт=36,993 кВт.

3.9 КПД двигателя:

h=Р₂/Р₁.

h=36993/41545=0,8904=89,04%.

3.10 Частота вращения ротора, об/мин:

n₂=n₁×(1-s).

n₂=3000×(1-0,018)=2945 об/мин.

3.11 Момент нагрузки, Н×м:

М₂=Р₂/W_ном.

М₂=36993/308,4=119,95 Н×м.

Таблица III Рабочие характеристики асинхронного двигателя мощностью Р_ном=37 кВт

            4 Составление энергетического баланса асинхронного двигателя

Преобразование активной мощности в асинхронном двигателе неизбежно связано с потерями мощности. Различают потери: электрические в обмотке статора (DР_э1) и ротора (DР_э2), магнитные в сердечнике статора (DР_м) и механические (DР_мех). Магнитными потерями в сердечнике ротора, ввиду их малости, пренебрегают.

Реактивная мощность, потребляемая двигателем, идет на создание магнитных полей рассеяния и основного магнитного поля.

4.1 Уравнение баланса активной мощности

Р₁=Р₂+SDР=Р₂+DР_э1+DР_э2+DР_м+DР_мех, где       DР_э1 – электрические потери в обмотке статора, Вт,

DР_э1=3×(I₀²+(I¢₂)²)×R₁;

DР_э2 – электрические потери в обмотке ротора, Вт,

DР_э2=3×(I¢₂)²×R¢₂;

DР_м – магнитные потери в сердечнике статора, Вт,

DР_м=3×I₀²×R_м1.

DР_э1=3×(21,36²+60,4²)×0,1=1231 Вт.

DР_э2=3×60,4²×0,0627=686 Вт.

DР_м=3×21,36²×1,278=1750 Вт.

Р₁=36993+1231+686+1750+444=41104 Вт.

Рисунок 3 Энергетическая диаграмма преобразования активной мощности

4.2 Уравнение баланса реактивной мощности