- •Глава 14
- •§ 14.1. Основные понятия
- •§ 14.2. Опыт холостого хода
- •Для асинхронных двигателей с фазным ротором в опыте холостого хода определяют
- •§ 14.3. Опыт короткого замыкания
- •§ 14.4. Круговая диаграмма асинхронного двигателя
- •§ 14.5. Построение рабочих характеристик асинхронного двигателя по круговой диаграмме
- •§ 14.6. Аналитический метод расчета рабочих характеристик асинхронных двигателей
- •Коэффициент мощности двигателя
- •Глава 15
- •§15.1. Пуск двигателей с фазным ротором
- •§ 15.2. Пуск двигателей с короткозамкнутым ротором
- •§ 15.3. Короткозамкнутые асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками
- •§ 15.4. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей Частота вращения ротора асинхронного двигателя
§ 14.5. Построение рабочих характеристик асинхронного двигателя по круговой диаграмме
Рассмотрим порядок действий при определении параметров асинхронного двигателя, характеризующих номинальный режим его работы, а также принцип построения рабочих характеристик двигателя посредством круговой диаграммы (рис. 14.6). Участок диаграммы, соответствующий рабочему режиму двигателя, слишком мал (на рис. 14.6 он обведен пунктирной рамкой), поэтому для дальнейших пояснении воспользуемся его более крупным изображением на рис. 14.7.
Ток статора. Из точки О в масштабе токов mi строят вектор тока статора , так, чтобы конец этого вектора (точка D) лежал на окружности токов (рис. 14.6):
= I1/mi (14.19)
Затем, соединив точку D с точкой Н, получают треугольник токов ОDН, стороны которого определяют токи: ток х.х. =miOH, приведенный ток ротора = miHD и ток статора =miOD.
Далее, опустив перпендикуляр из точки D на ось абсцисс (Da), получают прямоугольный треугольник ODa, из которого находят активную и реактивную составляющие тока статора:
= miDa; I1p = miOa (14.20)
Рис. 14.7. Рабочий участок круговой диаграммы
Если U1 = const, a I1 cos φ1 = Ila, то мощность P1 прямо пропорциональна активной составляющей тока статора (Р1 ≡ I1а). На круговой диаграмме значение I1а определяется отрезком Da, поэтому подведенная мощность (Вт)
P1 = mp Da, (14.21)
где mр = m1U1mi — масштаб мощности, Вт/мм.
Подведенную мощность отсчитывают от оси абсцисс, которую называют линией подведенной мощности Р1, до заданной точки на окружности токов.
Полезная мощность. Полезную мощность P2 двигателя на круговой диаграмме определяют отрезком, измеренным по вертикали от окружности токов до линии полезной мощности. Для заданной точки на окружности токов
P2 = mpDb. (14.22)
Электромагнитная мощность и электромагнитный момент.
Электромагнитную мощность и электромагнитный момент на круговой диаграмме определяют отрезком, измеренным по вертикали от окружности токов до линии электромагнитной мощности. Для заданной точки D на окружности токов электромагнитная мощность (Вт)
Р2 = трDс; (14.23)
электромагнитный момент (Нм)
M = mмDc, (14.24)
где mм = 9,55mр/n1 —масштаб момента, Нм/мм.
Коэффициент мощности. Для определения коэффициента мощности соs φ1 на оси ординат строят полуокружность произвольного диаметра Of (см. рис. 14.6). Для заданной точки на окружности токов соs φ1 = Oh/ Of . Для удобства расчета обычно принимают Of= 100 мм. В этом случае соs φ1 = Oh/ 100.
КПД двигателя. Если определять КПД как отношение полезной мощности Р2 к подведенной мощности Р1, то с учетом (14.22) и (14.21) получим
η = Db/ Da. (14.25)
Однако определение КПД этим способом дает заметную погрешность, так как он не учитывает все виды потерь в двигателе. Поэтому КПД целесообразнее определять по (13.9) и (13.10), используя результаты опытов холостого хода и короткого замыкания (см. § 14.2 и 14.3): сумма магнитных и механических потерь
(Pм + Pмех) =P01 – m/1 I20 r1 ; (14.26)
электрические потери в обмотке статора определяют по (13.2), а в обмотке ротора - по (13.3); добавочные потери Pдо6, согласно ГОСТу, при работе двигателя в номинальном режиме составляют 0,5 % от подводимой к двигателю мощности. Принято считать, что добавочные потери пропорциональны квадрату тока I1 тогда добавочные потери при любой (неноминальной) нагрузке
P/доб = Pдоб(I1/ Iном)2 (14-27)
Перегрузочная способность двигателя. Для определения максимального момента двигателя следует из точки О1 опустить перпендикуляр на линию электромагнитной мощности и продолжить его до пересечения с окружностью токов (точка Е). Из точки Е (см. рис. 14.6) проводят прямую, параллельную оси ординат, до пересечения с линией электромагнитной мощности (точка N). Тогда отрезок EN в масштабе моментов определит значение максимального момента:
Mmax = mмEN. (14.28)
Если точка D на окружности токов соответствует номинальному режиму, то перегрузочная способность двигателя
мтаx/ мном = EN/ Dc . (14.29)
Скольжение. Скольжение двигателя обычно определяют как отношение мощностей по (13.24): s = Рэ2/ Рэм, где Рэм определяют по(14.23).
Рабочие характеристики. Задавшись рядом значений тока статopa 0,5 I1ном; 0,75 I1ном; I 1ном; 1,15 I1ном, строят векторы этих точек и получают на окружности токов рад точек (D1, D2, D3 и D4). Для каждой из них определяют все необходимые для построения рабочих характеристик значения (см. рис. 13.7).