Тема 5 Механические характеристики двигателей переменного тока.
Паспортные данные асинхронных двигателей.
А; АО; АОЛ – старые обозначения
А – асинхронный, чугунный корпус без обдува
АОЛ – асинхронный обдуваемый, алюминиевый корпус
АО – асинхронный обдуваемый, чугунный корпус
4А – общего назначения
4АК – с фазным ротором
4АС – с повышенным скольжением
4АР – с повышенным пусковым моментом
Иногда после 4А ставиться латинская буква, обозначающая материал.
4AK180S2У3
4А – серия
К – особенности (с фазным ротором)
180 – расстояние от лап до оси врщения
S– габарит
2 – число пар полюсов
УЗ – климатическое исполнение
АИР; 5А – новые
Данные в паспорте указываются
Рн – номинальная мощность, та наибольшая мощность, которую может развивать в своем режиме при температуре окружающей среды +40оС, при исправной системе охлаждения, не перегреваясь.
Мн – номинальное напряжение
Y/D– 380/220 номинальное линейное напряжение при соответствующей схеме соединения
f– частота сети
Iн – номинальный ток, максимальный линейный ток, который длительное время могут пропускать обмотки электрического двигателя не перегреваясь.
О нагрузке можно судить по потребляемому току.
h– К.П.Д.h= Рполез / Рполн
При номинальной нагрузке К.П.Д. составляет 85-99%
hх.х.=0
cosj- коэффициент при номинальной нагрузке 80-90%
cos jх.х. = 0,1
nн– номинальная частота вращения об/мин [мин-1]
У серии 4А, 5А, АИ указывается класс изоляции
m– масса в кг.
Заводской номер
Разметка концов обмоток статора и соединения
U V W U V W
С1 С2 С3 uvw
С6 С4 С5
wuv
;
частота вращения магнитного поля
Механическая характеристика
Вывод и уравнение:
x1 R`2 I1
x`2 xм Rм R1 Iм I`2 R`2/S U
I1=I`2+I`м
Пренебрегаем током намагничивания Iм
Iм=0;I1=I2 – ток ротора приведенный к току статора
;
Принимаем что сумма индуктивных сопротивлений равна индуктивному сопротивлению двигателя при коротком замыкании.
х1+х`2=xn
Р1=Р2+DР
Р1 – мощность подведенная к статору
Р2 – мощность, которая передается ротору
DР – потери на перемагничивание
;m– число фаз.
;
механическая характеристика асинхронного
двигателя
Параметрическое уравнение
Позволяет выразить момент в зависимости от воздействия на его параметры .
Анализ уравнений механической характеристики асинхронного двигателя
Исследование на экстремум
Sк – критическое скольжение
R`2- сопротивление ротора приведенное к обмотке статора
При S=1 найдем пусковой момент двигателя
Подставив в S=Sк получим момент критический – максимальное значение момента.
;
критический момент
хn– сопротивление индуктивное при коротком замыкании
Для генеративного режима
Асинхронный двигатель чувствителен к напряжению так как момент пропорционален напряжению в квадрате M=U2.
;
а – коэффициент сопротивления
В генеративном режиме максимальный момент больше на 40%
Вывод формулы Клосса. Так как параметрическое уравнение механической характеристики неудобно для ??? и конструкционных расчетов то чаще используют формулу Клосса.
;
уточненная формула Клосса.
Справедлива для двигателей генераторного режима.
Упрощенная формула Клосса:
Анализируем формулу Клосса и строим механическую характеристику асинхронного двигателя.
Из паспортных данных берем Рн; из каталога н– кратность критического момента.
Находим
Определяем номинальное и критическое скольжение
Для построения характеристики по формуле Клосса необходимо задаться скольжением равным 0; 0,1…1 и подставить это в формулу.
Упрощенная (уточненная) формула Клосса дает не точные результаты (заниженные) в области в области скольжения.
Часто пользуются на практике построением характеристики по четырем точкам.
1
точкаS=0;=0;n=n0
М=0 точка идеального холостого хода
2 точка. Точка номинального момента
S=Sном;=ном;
н=0(1-Sн);
М=Мн=Рн/н
3 точка. Критический (мах) момент
н=0(1-Sн);
=n=nМн
4 точка. Точка пуска (пускового момента)
S=1; =0; M=Mп=nМн
ав – ветвь разгона
вс – рабочая ветвь
Sн – составляет 3…6%
Существует стандарт (ГОСТ) на пусковой момент n=Мп/Мн, по ГОСТn=1,1…1,7
n=mп=m0– пусковой момент
практически n>1,2…2,2
Так же нормируется величина критического момента (перегрузочная способность двигателя) n>1,6…2,2; 1,7…2,8.
Магнитный поток в магнитопроводе не синусоидален в виду ярко выраженной третей гармоники, следовательно на ветви разгона (ав) существует провал момента, а значит нельзя работать на пониженных скоростях.
Искусственные механические и скоростные характеристики асинхронного двигателя.
хn=2fL; 0=2f / P;
1. Изменяем подводимое напряжение U
U1>U2
M=U2
2. Изменяем R2 при помощи сопротивления ротораRд
Rд3>Rд2>Rд1
3
.
ИзменяемR1 – сопротивление
статораRдс
Sвозрастает => М уменьшается
Rдс2>Rдс1
ограничить пусковые токи
4. Изменяем f– частоту питающей сети
r1<<xn => r1=0
=f/fн; U=U/Uн;
0=2f / P = 0=;
xL=xn=xnн
5. Изменяем одновременно частоту и напряжение
U/f = const => =u
Момент критический не зависит от изменения частоты и напряжения если их изменять в одинаковых пропорциях.