- •Расчёт и построение естественных и реостатных характеристик
- •1 Основные теоретические положения
- •Механические характеристики ад в различных режимах
- •Понятие естественной и искусственной механических характеристик ад
- •2 Задание и исходные данные к выполнению расчетно-графической работы
- •Методические указания к выполнению расчетно-графической работы
- •Расчет и построение естественной механической характеристики ад по паспортным данным
- •В частности для номинального режима уравнение (7) принимает вид
- •Расчет и построение реостатной механической характеристики при введении в цепь ротора добавочного сопротивления, равного
- •Расчет ступеней пусковых реостатов графическим методом для ад с фазным ротором
- •При нормальном пуске принимаем момент переключения
- •Аналитический расчет ступеней пусковых реостатов для ад с фазным ротором
- •Список литературы
- •450062, Г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Кафедра электроники и электрооборудования предприятий
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД
Учебно-методическое пособие для студентов специальности 140604
Расчёт и построение естественных и реостатных характеристик
АД с фазным ротором. Расчёт ступеней пусковых реостатов
Уфа 2006
Приводятся исходные данные к выполнению расчетно-графической работы, основные теоретические положения и методические указания к выполнению расчетно-графической работы по курсу «Электрический привод» для студентов специальности 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов».
Составители: Бабакин В. И., доц., канд. техн. наук
Шакирьянова Л.М., студ. гр. АЭ 02-01
Шилина О.Ю., студ. гр. АЭ 02-01
Рецензент: Кирлан В. Л., доц.
© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2006
СОДЕРЖАНИЕ
Основные теоретические положения
Механические характеристики АД в различных режимах
Понятие естественной и искусственной механических характеристик АД
Задание и исходные данные к выполнению расчетно-графической работы
Методические указания к выполнению расчетно-графической работы
Расчет и построение естественной механической характеристики АД по паспортным данным
Расчет и построение реостатной механической характеристики при введении в цепь ротора добавочного сопротивления, равного
Расчет ступеней пусковых реостатов графическим методом для АД с фазным ротором
Аналитический расчет ступеней пусковых реостатов для АД с фазным ротором
1 Основные теоретические положения
В настоящее время асинхронные двигатели находят наиболее широкое применение в промышленных электроприводах по причине их неоспоримых преимуществ перед другими типами двигателей, а именно: простота, надежность низкая стоимость, высокие массогабаритные показатели, а также возможность непосредственного подключения к трехфазной линии электропередачи.
Механические характеристики ад в различных режимах
Для того чтобы получить уравнение механической характеристики АД, воспользуемся простейшей электрической моделью АД, которая носит название схема замещения (рис. 1.1).
X1 R1 X׀2
I1 I׀2
X0
U1Ф R׀2/S
I0 R׀2
R0 U׀2
Рисунок 1.1 - Т-образная схема замещения АД, представленная для одной фазы. U1Ф – напряжение фазы обмотки статора; I1 – ток фазы обмотки статора; R1, X1 – соответственно активное и индуктивное сопротивления фазы обмотки статора; I׀2 – приведенный ток ротора; R׀2/S – приведенное активное сопротивление обмотки ротора с учетом механической нагрузки на валу двигателя; X׀2 – приведенное индуктивное сопротивление обмотки ротора; I0 – ток ветви намагничивания (ток ХХ); R0, X0 – соответственно активное и индуктивное сопротивления ветви намагничивания.
Если пренебречь потерями мощности в АД, то тогда электромагнитную мощность можно считать равной механической мощности
Или
Решив это уравнение относительно момента, получим
(1)
При условии, что током I0 пренебрегаем, получим I׀2= I1. Тогда величину тока I׀2 можно определить через параметры схемы замещения
где ZДВ. - полное сопротивление схемы замещения
Тогда
Полученное значение тока I׀2, подставим в (1)
(2)
Уравнение (2) представляет собой зависимость электромагнитного момента АД от скольжения, выраженную через параметры схемы замещения.
Если в уравнение (2) подставить значение скольжения в пределах S=-1÷1 и совместно с этим уравнением при тех же значениях скольжения решить уравнение
(3)
то получим характеристики в координатах М=f(S) и ω=f(М) – механические характеристики АД (рис. 1.2).
М, Н·м ω, рад/с
MK ДР ГР
ДР
MП ω0
- S -1 SКР. 1 S
-МК МП МК М, Н·м
ГР
-МК
Рисунок 1.2 – Механические характеристики АД. MK – максимальный или критический момент; МП – пусковой момент; ω0 – угловая скорость идеализированного ХХ (скорость ВМП).
Части характеристик, выражающие зависимость М(S) и ω(М) в области скольжений , описывают двигательный режим (ДР) в АД. Части характеристик при изменении скольжения описывают генераторный режим (ГР) в АД.
Определим параметры точки экстремума. Для этого нужно продифференцировать уравнение (2), затем приравнять его к нулю и решить относительно критического скольжения
(4)
где знак «+» означает ДР, знак «-» - ГР.
Подставив в уравнение (2) критическое скольжение из уравнения (4), найдем МК
(5)
Кроме того, подставив в уравнение (2) значение скольжения, равное единице, получим пусковой момент МП
(6)
Проанализировав уравнения (2), (4), (5) и (6), можно сделать следующие выводы:
Моменты АД пропорциональны квадрату питающего напряжения;
Критическое скольжение пропорционально активному сопротивлению ротора;
Критический момент не зависит от активного сопротивления ротора;
Пусковой момент пропорционален активному сопротивлению ротора и квадрату питающего напряжения.