Расчет Асинхронного двигателя

; где К – поочерёдно принимает значения 1,2,3, при всех значениях m.

m=0

m=1

m=2

 

m=3

m=4

       Полученные значения скольжений записываем в таблицу 2. При m=0 дополнительно записываем в таблицу скольжения 0, Sk и 1.

 

3. Выполним расчёт пусковых характеристик  при m=0, т.е. без добавочных сопротивлений в цепи ротора. Расчёт ведём при значениях скольжений S01; S02; S03; S03;Sк и 1:

S01=0,09

а) Активное, реактивное и полное сопротивление главной ветви Г-образной схемы замещения

;

;

б) Приведённый ток ротора

  .

в) Активная и реактивная составляющая приведённого тока ротора

    ;

      .

 г)Реальный ток ротора                                              

              .

д) Ток статора и его составляющие

    ;

    ;

    .

е) Электромагнитная мощность

    .

ж) Электромагнитный момент

   .

Результаты расчётов заносим в таблицу 2

Расчёт токов и моментов при m=1,2,3,4 можно не выполнять, т.к. отношение  R²m/Smk не зависит от m. Следовательно, значения I1, I2, MЭМ будут те же самые, что и при m=0.

По данным таблицы 2 построим пусковые характеристики двигателя  I 1= f(S)  рис.6; I2= f(S) рис.7;  МЭМ= f(S)    рис.5.

После построения пусковых характеристик определим момент переключения М2 и проверим условие М2>1,1МС.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

m	S	I1;А	I2;А	MЭМ; Н·м
0	0 0,044023 0,0880459 0,132069 0,282172 1	12,4441 23,145 38,2872 51,8864 82,8995 116,832	0 20,9108 38,2843 51,3644 70,7133 58,0228	0 103,898 184,392 240,037 300,046 170,958
1	0,0730263 0,146053 0,219079	23,145 38,2872 51,8864	20,9108 38,2843 51,3644	103,898 184,392 240,037
2	0,121138 0,242275 0,363413	23,145 38,2872 51,8864	20,9108 38,2843 51,3644	103,898 184,392 240,037
3	0,200946 0,401892 0,602837	23,145 38,2872 51,8864	20,9108 38,2843 51,3644	103,898 184,392 240,037
4	0,333 0,667 0,99	23,145 38,2872 51,8864	20,9108 38,2843 51,3644	103,898 184,392 240,037

 

Рис.5  Пусковая характеристика двигателя Mэм= f(s)

 

Рис.6   Пусковая характеристика двигателя I1= f(S)

Рис.7   Пусковая характеристика двигателя I2= f(s)

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В курсовом проекте приведён расчёт рабочих и пусковых характеристик асинхронного двигателя с фазным ротором.

Рабочие характеристики двигателя – это зависимость полезного момента М, коэффициента полезного действия h, коэффициента мощности соs , тока I от полезной мощности Р2 при постоянных значениях напряжения U1 и частоты сети f.

1. Коэффициент приведения к Г-образной  схеме замещения С1=1,038. Он представляет собой полный коэффициент рассеяния первичной цепи.  Для асинхронных двигателей общего назначения С1 1,02 1,06.

Относительная величина тока холостого хода равна - это 55 % от номинального тока, что отличается от асинхронных двигателей общепромышленного назначения (обычно ток I0 составляет 20 40% от IН). Но ток холостого хода значительно больше, чем ток холостого хода трансформатора (2 5% от IН ). Это объясняется тем, что асинхронный двигатель имеет относительно большой воздушный зазор.

Сравним значения тока ротора, кпд, сosj, сопротивлений R1, R2: рассчитанные и заданные значения мало отличаются. Погрешность вычисления по току ротора 1,0 %; по кпд –3,3 %; по cosj, - 0,8 %. Расчетные сопротивления R1 и R2 несколько больше, указанных в каталоге (таблица 6.16), так как рассчитаны для рабочей температуры (75 ºС), а заданные сопротивления приведены к 20 ºС.

 

Расчётные данные	Заданные значения
I2H= , А	I2H=20, А
= 0,88	= 0,84
сosj = 0,788	сosj = 0,76
R1= 0,385, Ом	R1=0,29, Ом
R2 = 0,357, Ом	R2=0,259, Ом

 

2. Коэффициент трансформации двигателя    приближённо равен коэффициенту трансформации, рассчитанному по обмоточным данным   , разница составляет 0, 00747 это 6,3 % от .

3. Погрешность рассчитанного критического  скольжения составляет 1,4%. Погрешность рассчитанного отношения критического момента к номинальному составляет 2,96%.

Погрешность рассчитанного критического скольжения и рассчитанного отношения критического момента к номинальному объясняется неточностью расчета.

4. Электромагнитный момент двигателя при номинальной нагрузке (Мэмн=101,73 Н·м) больше, чем номинальный момент на валу двигателя (Мн=99,8 Н·м), так как в двигателе неизбежны потери (момент двигателя затрачивается на преодоление сил трения в подшипниках, ротора о воздух и т.д.).

5. Определим электромагнитную мощность  при номинальной нагрузке

Вт.

Эта же мощность, рассчитанная в подготовительных расчетах, равна РЭМН=10653,08255 Вт, погрешность – 0,1%.

Так же, часть рассчитанных параметров отличается от номинальных данных серийного двигателя из-за различия данных Завода-Изготовителя и данных, заданных преподавателем, в частности (потери в стали, потери механические, потери добавочные).

 

 

ПУСК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

 

Пуск двигателя осуществляется при разомкнутых контактах (рис.2) при этом в цепь ротора включены все добавочные сопротивления (включением в цепь ротора добавочных сопротивлений достигается максимальное значение пускового момента М1 и уменьшение тока в цепи ротора). В начале пуск двигателя происходит по «4» характеристике (рис.5). По мере разгона двигателя его момент  уменьшается и при достижении значения, равного М2 (момент переключения должен быть больше Мс – момента сопротивления), часть сопротивления пускового реостата Rc4 (рис.1) выводят, замыкая контактор К4. Вращающий момент при этом мгновенно возвращается до М1 (максимального пускового момента), а затем с увеличением частоты вращения изменяется по характеристике «3» (рис.5). При этом сопротивление в цепи ротора равно RП3=R2+RC1+RС2+RС3. При дальнейшем уменьшении момента до М2 часть сопротивления реостата RС3 снова выводят контактором К3 и двигатель переходит на работу по характеристике «2», соответствующей RП2=R2+RC1+RС2 и т.д. Таким образом, при постепенном уменьшении сопротивления пускового реостата вращающий двигателя изменяется от МП.МАХ=М1 до М2, а частота вращения возрастает по ломанной кривой. В конце пуска пусковой реостат полностью выводится контактором К1 (рис. 2.), обмотка ротора замыкается накоротко и двигатель переходит на работу по естественной характеристике.

Вывод – своевременное переключение реостата при скольжениях S1, S2, S3, S4 (рис.5) даёт возможность сохранить почти максимальное значение момента во время всего периода пуска двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Электрические машины». ПГТУ, 2000 г.
2. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А.Э. Кравчик и др. М: Энергоиздат. 1982 г. 504 с.
3. Электрические машины/ И.П. Копылов. М: Высшая школа, Логос; 2000 г. – 607 с.
4. Электрические машины/ Б.Ф. Токарев. М: Энергоатомиздат, 1990г. – 624 с.