2.2. Определение номинальных величин и кратности

максимального момента

После построения рабочих характеристик, как показано на рис. 2.3, следует графически определить расчетные номинальные величины I_1н, I₂΄  _н, cosj_1н, h_н, s_н, соответствующие номинальной мощности на валу двигателя Р_2н.

Полученные значения cosj_1н, h_н сравнить с данными, приведенными в табл. 2.1.

Необходимо также рассчитать номинальную частоту вращения ротора двигателя:

п_н = (1 – s_н) п₁, об/мин,

и номинальный момент двигателя по формуле:

М_н = 9,55 Р_2н / п_н, Нм.

Расчетным путем необходимо также определить кратность максимального вращающего момента, используя соотношение:

k_{m max} =

где ток I₂΄ _н и скольжение s_н для номинальной нагрузки определены выше;

s_k – критическое скольжение, соответствующее максимальному моменту;

I₂΄ _m – приведенный ток ротора, соответствующий максимальному моменту.

Величину критического скольжения s_k можно рассчитать, используя соотношение:

s_k =

где c₁=1+x₁/x_m.

Далее, для полученной величины критического скольжения s_k следует определить значение приведенного тока ротора I₂΄ _m, используя формулы пп. 1–9 в табл. 2.2.

В изложенной методике расчета тока I₂΄ _m и кратности максимального вращающего момента асинхронного двигателя не учитывается эффект вытеснения тока в стержнях ротора и насыщение коронок зубцов статора и ротора от потоков рассеяния. Вытеснением тока при критическом скольжении из-за малой частоты тока в роторе во многих случаях можно пренебречь. Но токи статора и ротора при этом скольжении обычно в 2,5 – 4 раза больше номинальных, и потому с учетом влияния насыщения сопротивления обмоток x₁ и x₂΄ заметно уменьшаются, а токи в обмотках статора и ротора увеличиваются. Приблизительную величину приведенного тока ротора с учетом насыщения можно вычислить по формуле:

I΄_2m.н = k_m.н I΄_2m,

где I΄_2m.н –ток при s_k с учетом насыщения;

I΄_2m – ток при s_k. без учета насыщения;

k_m.н = 1,1–1,2.

С учетом насыщения зубцов от полей рассеяния кратность максимального момента повышается обычно на (15-20) % .

2.3. Пусковые характеристики асинхронного двигателя

Основными величинами, характеризующими пусковые свойства асинхронного двигателя, являются начальный пусковой момент и начальный пусковой ток.

В начальный момент пуска при s =1 частота тока в роторе равна частоте тока в статоре. При этом в стержнях обмотки ротора в наибольшей степени проявляется эффект вытеснения тока в направлении поверхности ротора. Этот эффект приводит к увеличению активного и уменьшению индуктивного сопротивлений стержней. Кроме того, при пуске ток статора в 5-7 раз превышает номинальный ток, это приводит к насыщению отдельных участков магнитной цепи и к уменьшению индуктивных сопротивлений обмоток. Эти два эффекта приводят к увеличению момента на валу двигателя. По мере раз

гона частота тока в роторе и величина токов статора и ротора уменьшаются и, следовательно, уменьшается вытеснение тока в роторе и насыщение магнитной цепи. В рабочих режимах, включая номинальный режим, влиянием рассмотренных эффектов можно пренебречь. Параметры схемы замещения, приведенные в табл. 2.1, кроме r₂΄ _в и x_k.вн, соответствуют рабочим режимам. Сопротивления r₂΄ _в и x_k.вн рассчитаны при s =1 с учетом эффекта вытеснения и насыщения, и их значения следует использовать при расчете начального пускового тока и начального пускового момента. Сопротивление x_k.вн – индуктивное сопротивление короткого замыкания равно:

х_k.вн= х_1н+ x₂΄ _вн.

Начальный пусковой ток статора при скольжении s = 1 определяется соотношением:

I_1п =, A.

После расчета начального пускового тока следует рассчитать кратность начального пускового тока:

k_iпуск = I_1п / I_1н, о.е.

Кратность начального пускового момента определяется соотношением:

k_{m пуск} =

где I΄_2п –приведенный ток ротора при s =1;

I΄_2н, s_н– приведенный ток ротора и скольжение при номинальной нагрузке на валу двигателя;

r΄_2в, r΄₂ –приведенное сопротивление ротора с учетом и без учета вытеснения тока.

Приведенный ток ротора I΄_2п при s =1 с достаточной степенью точности можно принять равным току статора:

I΄_2п = I_1п, А.

Величина тока и скольжения I΄_2н, s_н для номинальной нагрузки определена выше в расчете рабочих характеристик двигателя.

Значения сопротивлений r΄_2в, r΄₂ приведены в табл. 2.1.

Скольжение s = 1 (начальный момент пуска).