Пояснения к курсовому проекту по курсу Электрические машины и аппараты Расчет асинхронного короткозамкнутого двигателя с всыпной обмоткой статора Расчет рабочих характеристик Ассистент каф. ЭКМ: Падалко Дмитрий Андреевич 2015
Рабочие характеристики АД Рабочими характеристиками называют графические зависимости частоты вращения п 2 (или скольжения s),момента на валу М 2, тока статора I 1, коэффициента полезного действия η и cos φ 1 от полезной мощности Р 2 при U 1 = const и f 1 = const. Их определяют экспериментально или путем расчета по схеме замещения или круговой диаграмме. Рабочие характеристики строят только для зоны практически устойчивой работы двигателя. Методы расчета характеристик базируются на системе уравнений токов и напряжений асинхронной машины, которой соответствует преобразованная Г- образная схема замещения рис(9.55).
Параметры схемы замещения Расчет активного сопротивления схемы замещения(ф ) r 12 : r 12 =P ст.осн. /m*(I μ ^2) Сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротор(ф ): x 12 =U 1 н / I μ – x 1 Далее рассчитывают коэффициент γ, для двигателей более 3 к Вт, |γ|<=1º, поэтому реактивной частью коэффициента с 1 пренебрегают. С1- отношение с обратным знаком вектора напряжения U1 к вектору ЭДС E1 при синхронном вращении машины с учетом сдвига фаз этих векторов. Если все таки рассчитаем и активную и реактивную часть, то получим(ф ): С1 а=1,03 С1 р=0,023 С1 находят, как геометрическую сумму с 1 а и с 1 р: с 1=1,03 при γ=1,27. Дальнейший расчет возможен с помощью круговой диаграммы и аналитическим методом. Круговая диаграмма более наглядна, но менее точна из-за графических построений. Аналитический метод универсальной и позволяет учитывать изменение параметров при разном скольжении. Расчет характеристик проводят задаваясь скольжением s в диапазоне s =(0,2 … 1,5)s н. Номинальным скольжение принимается равным r2 для построения необходимо рассчитать значения величин для 5-6 скольжений из указанного диапазона.
Расчет рабочих характеристик Перед началом расчета рекомендуется выписать значения постоянных коэффициентов не зависящих от скольжения:U1 н, r1 и r2, потери и составляющие тока. Активная составляющая тока синхронного холостого хода: Реактивную часть считаем равной I μ. Расчет коэффициентов выполним по формуле Получаем Iоа=0.18A; а=1,06; b=0,047; a= 3,25, b=7,05. После построения зависимости s=f(P2) уточняем значение номинального скольжения s=0,085. Обязательно указываем номинальные данные спроектированного двигателя: P2H=3 к Вт, U1 н=220/380В, ȵ=0,85, cost=0,85, Iн 1=6,15A.
Таблица с рассчитанными значениями Величи на Ед-цаS=0.01S=0.04… 1ar2/s Ом 29867… 2br2/s Ом 13,32,97… 3RОм 30270… 4ХОм 20,310,03… 5ZОм 302,671,08… 6I2A0,733,1… 7Cosϕ2-0,9980,99… 8Sinϕ2-0,0670,14… 9I1aA0,9083,24… 10I1rA1,892,28… 11I1A2,13,96… 12P1Вт … 13ΣPΣPВт … 14ȵ-0,740,84… 15cost-0,430,818…
Проводите оценку полученных характеристик. Так если рассматривать КПД в диапазоне 0,4-3,12 к Вт то видно, что максимальный КПД возникает при скольжении 0,42-0,45 и равен 84% при заданном значении 85%. Т.к. разница не превышает 1% то будем считать, что характеристика соответствует требуемой. При заданной мощности 3 к Вт заданные характеристики должны соответствовать требуемым. После расчета каждой характеристики. Сводим их в один рисунок, у каждой оси свой масштаб и подпись. В данном рисунке все графики обязательно должны начинаться от точки (0,0). До значения величин 1,2 от sн. Оканчиваются согласно предельному значению. Стоит обратить внимание чтобы характеристики двигателя при заданной мощности сходились с расчетными, в пределах погрешности.
Сумма добавочных потерь Добавочные потери складываются из добавочных поверхностных и пульсационных потерь статора и ротора, выше отметили что потерями статора пренебрегаем. Тогда полные добавочные потери стали ф : Р ст.доб. = 5,04Вт. Полные потери составили: Р ст =95,7Вт. Механические и вентиляционные потери, рассчитываем по ф К т = 1,096. Р мех = 14Вт.
Для определения тока ХХ двигателя принимают, что потери на трение и вентиляцию и потери при ХХ такие же, как и при номинальном режиме. Электрические потери При активной части тока ХХ: И реактивной части тока ХХ: Ток ХХ смотрят как, геометрическую сумму: Величина Значение P Э1 х 29,8Вт I ха/ I μ 0,21/1,85 А Iх 1,86А cost xx 0,11