Порядок выполнения работы. Определив вариант согласно номера из списка в журнале, определяем тип двигателя и его данные из справочной литературы и Таблицы 1.

Определив вариант согласно номера из списка в журнале, определяем тип двигателя и его данные из справочной литературы и Таблицы 1.

Таблица 1 – Технические данные короткозамкнутых 3-х фазных асинхронных двигателей единой серии А₂ (в защищенном исполнении)

№

варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

Для построения круговой диаграммы асинхронного двигателя необходимо знать: напряжение сети (фазное) U₁, ток холостого хода (фазный) I₀, угол сдвига фаз φ₀ между I₀ и U₁, ток короткого замыкания I_к.з., а также сопротивление короткого замыкания Z_к.з. = r_к.з. + jx_к.з..

Данные значения определяем из опыта короткого замыкания и опыта холостого хода.

Из опыта холостого хода определим и вычислим средние значения напряжений и токов:

;

,

затем в зависимости от схем соединения обмотки статора определяют фазные значения напряжения и тока холостого хода при соединении в звезду:

; ,

при соединении в треугольник

;

С отсутствием характеристик холостого хода и короткого замыкания принимаем для двигателей мощностью до 30 кВт с определенной степенью погрешности следующие значения от номинальных данных двигателей: I_o = 0,3 I_ном.; Р_о = 0,1 Р_ном..

Активная мощность, потребляемая двигателем в режиме холостого хода, включает в себя электрические потери в обмотке статора m₁ × I_o² × r₁, магнитные потери в сердечнике статора Р_м и механические потери Р_мех.

Р_о = m₁ × I_o² × r₁ + Р_м + Р_мех.

где r₁ – активное сопротивление фазы обмотки статора (Ом), приведенное к температуре 75ºС; определим по формуле:

rt = r_o[1+a(t+20)], Ом

где r_o – сопротивление медной проволоки при температуре 20ºС;

t – расчетная температура, ºС;

а – температурный коэффициент сопротивления ºС^-1 для меди равен 0,00428 ºС^-1

Сумма магнитных и механических потерь двигателя (Вт)

Р_o^’ = Р_м + Р_мех. = Р_о – т₁× I_o² × r₁, Вт.

Коэффициент мощности для режима холостого хода

.

Из опыта короткого замыкания линейные напряжения и токи перечисляем на фазные U_{к.з .} и I_{к.з .} по формулам:

, В

, А

затем в зависимости от схемы соединения обмотки статора определяют фазные значения напряжения и тока короткого замыкания;

при соединении в звезду:

; ,

при соединении в треугольник

; ,

для опыта короткого замыкания:

I_{к.з.ном.} = I_ном.; U_{к.з.ном.} = 0,16 ×U_н, В; Р_{к.з.ном.} = 0,14 ×Р_н, Вт;

коэффициент мощности короткого замыкания:

;

полное сопротивление короткого замыкания:

, Ом;

активные и индуктивные составляющие этого сопротивления:

, Ом;

, Ом.

Круговую диаграмму строят в следующем порядке. Проводят оси координат и на оси ординат строят вектор напряжения U₁ (рис. 6). Выбрав масштаб тока m₁ (А/мм), проводят вектор тока I₀ (отрезок ОН) под углом φ₀ к оси ординат. Из точки H, назы­ваемой точкой х.х., соответствующей скольжению s = 0, проводят прямую параллельную оси абсцисс, на которой откладывают от­резок HС, равный диаметру окружности токов (мм)

(17)

Рисунок 6. Круговая диаграмма асинхронного двигателя

Для обеспечения достаточной точности при последующем ис­пользовании круговой диаграммы следует принять масштаб тока таким, чтобы диаметр был не менее 200 мм, при этом все по­строения следует вести остро отточенным карандашом.

Разделив отрезок НС на две равные части, получаем точку , из которой радиусом проводим полуокружность. Затем из точки Н в масштабе токов проводят дугу радиусом, эквивалент­ным току к.з. В месте пересечения этой дуги и полуокружно­сти токов получаем точку К, называемую точкой к.з. Соединив точки Н и К, получаем вектор тока короткого замыкания Точке К на диаграмме соответствует скольжение

На средней части отрезка отмечаем точку F, в которой восставляем перпендикуляр к диаметру НС. На этом перпендику­ляре отмечаем отрезок

(18)

Из точки Н через точку F₁ проводим прямую до пересечения с окружностью в точке Т. Точка Т соответствует скольжению (ротор вращается по часовой стрелке или против нее с бес­конечно большой скоростью).

Таким образом, на круговой диаграмме отмечены три харак­терные точки: Между этими точками расположены три зоны возможных режимов асинхронной машины. При обходе окружности токов по часовой стрелке этим режимам соответствуют:

а) дуга НК – двигательный режим

б) дуга КТ – тормозной режим

в) дуга ТСН (включая не показанную на рисунке 6 нижнюю полуокружность) – генераторный режим

Соединив точки Н и К, получим линию полезной мощности НК, соединив точки Н и Г, получим линию электромагнитной мощности НТ.

Точка Е на круговой диаграмме соответствует максимальному моменту, т. е. критическому скольжению Положение этой точ­ки определяется следующим образом: из точки опускают пер­пендикуляр на линию электромагнитной мощности НТ и продол­жают его до пересечения с окружностью токов в точке Е.

Рассматриваемая круговая диаграмма является упрощенной, так как она построена при предположении постоянства активных и индуктивных сопротивлений схемы замещения асинхронного дви­гателя. Однако эти сопротивления при изменениях нагрузки дви­гателя меняют свои значения. Объясняется это тем, что с ростом нагрузки усиливается магнитное насыщение зубцовых слоев ста­тора и ротора, что ведет к уменьшению индуктивных сопротивле­ний и . Кроме того, рост нагрузки двигателя сопровожда­ется увеличением скольжения, а следовательно, и увеличением частоты тока в обмотке ротора. Это является причиной усиления эффекта вытеснения тока – явления, вызывающего увеличение активного сопротивления обмотки ротора . Практи­ка применения упрощенной круговой диаграммы показывает, что ошибка от применения упрощенной круговой диаграммы стано­вится заметной при скольжениях а при скольжениях, пре­вышающих 0,4-0,5, эта ошибка недопустима.

Вопросы для самоконтроля

1. Устройство и принцип работы асинхронного двигателя.

2. Как определить по круговой диаграмме активную и реактивную составляющие тока статора?

3. Что такое перегрузочная способность асинхронного двигателя и как ее определить по круговой диаграмме?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: