Внутреннее устройство асинхронного двигателя и его характеристики
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ов. Если ток Im принять равным единице, то величина то величина первых трех ступенек кривой рис 2.3. будет равна соответственно 2; 1,5; 1. Полученную кривую МДС разделяют осью абсцисс таким образом, чтобы сумма площадей положительных полуволн равнялась сумме площадей отрицательных полуволн.
На рис. 2.4. указаны построения для случая, когда фаза токов изменилась на 300 и
При изменении фазы тока на некоторый угол кривая н.с. в целом и ее основная гармоника смещается на такой же угол.
Рис. 2.3. Кривая н.с.
Рис. 2.4. Кривая н.с. для случая, когда фаза токов сдвинуты на 300
3. Анализ характеристик двигателя
двигатель обмотка статор схема
3.1 Построение схемы замещения двигателя и определение ее параметров
Системы замещения играют важную роль в теории асинхронных машин. На их основе получены основные соотношения для установившихся режимов, которые лежат в основе проектирования асинхронных машин. Для построения круговой диаграммы используется Г - образная схема замещения. Она используется для того, чтобы упростить расчеты по сравнению с Т - образной схемой замещения. Хотя в Г - образной схеме делается больше допущений, по ней все равно довольно хорошо можно построить нужные характеристики, по которым рассматриваю работу асинхронного двигателя. Параметры для схемы замещения приведены в таблице 1.1.
- реактивное сопротивление холостого хода.
- реактивное сопротивление короткого замыкания. Значение X1 вычисляется по формуле:
(3.1)
где: - индуктивное сопротивление рассеивания статора; - главное индуктивное сопротивление;
Значение R1 рассчитывается по формуле:
(3.2)
где: - активное сопротивление.
Получаем параметры схемы замещения в относительных единицах:
Номинальный фазный ток статора определяется по формуле:
(3.2)
где: - номинальная мощность; ? - КПД; cos ? - коэффициент мощности.
Осуществляем перевод параметров схемы замещения из относительных единиц в абсолютные:
(3.3)
(3.4)
где: Х - сопротивление в относительных единицах; х - сопротивление в абсолютных единицах, Ом.
x0=15,1 Ом
r1=0,12 Ом
r2?=0,07 Ом
хк=0,72 Ом
r1?=0,12 Ом
3.2 Построение круговой диаграммы
Вначале построения круговой диаграммы определим масштаб тока:
(3.5)
где: Dk=150 мм - диаметр круговой диаграммы. Затем определим вектор тока холостого хода:
(3.6)
Построение круговой диаграммы на комплексной плоскости начнем с построения векторов U1ф и I0. Под углом 89032? откладываем отрезок ОО?, который равен:
(3.7)
При этом отрезок ОО? в масштабе тока соответствует модулю I0. Из точки О проводят линию параллельно мнимой оси и на ней откладываем отрезок OD равный диаметру круговой диаграммы. На этой диаграмме строят окружность с центром в точке ОD. Далее проводим линию xr переменного параметра r параллельно оси +1. Масштаб сопротивлений находим как:
(3.8)
На линии переменного параметра откладываем отрезки xb, bc:
(3.9)
(3.10)
После этого проводим линию моментов ОВ и линию мощности ОС. На круговой диаграмме отмечаем точки В и С. Таким образом на окружности определяем характерные точки: О (S=0) - идеальный холостой ход, С (S=1) - короткое замыкание. На круговой диаграмме машины занимаем дугу окружности ОС от точки S=0 до точки S=1. Точка S=1 соответствует трансформаторному режиму работы асинхронного двигателя. Тормозной режим, занимает дугу СВ. Генераторный режим работы занимает дугу окружности ОВ от точки S=0 до -?. В результате круговая диаграмма имеет вид рис.3.2.
Рис.3.2. Круговая диаграмма
.3 Расчет механической характеристики двигателя по круговой диаграмме
Предварительно рассчитаем номинальный вращающий момент:
(3.11)
где: Р2ном - номинальная мощность, кВт; nc - синхронная частота вращения поля статора, nc=3000 об/мин; Sном - номинальное скольжение.
Затем на круговой диаграмме строят шкалу скольжения. Для построения шкалы скольжения через точки В и С проводят прямую линию. Проводим радиус ОDB. Перпендикулярно радиусу ОDB проводим линию 01. Отрезок 01 представляет собой равномерную шкалу скольжений, которую разбиваем на 10 частей. Затем находим номинальную точку. Для этого определим масштаб мощности:
(3.12)
и масштаб моментов:
(3.13)
По известному номинальному моменту определяем отрезок mn, соответствующий этому моменту:
(3.14)
Перпендикулярно диаметру круговой диаграммы внутри ее проводим линию. Отрезок mn откладываем от линии моментов ОВ. Через mn проводим линию nN параллельно линии моментов. Точка N на круговой диаграмме соответствует номинальному режиму. Соединяем прямой точки N и B. На шкале скольжения получаем Sном=3,48 %. Параллельно линии моментов проводим касательную kl к дуге ONC. Получаем точку М. Проводим прямую линию через точку В и точку М. При пересечении прямой МВ и шкалой скольжений получаем критическое скольжение Sкр=11,7 %. Отрезок МК - перпендикуляр из точки К к диаметру круговой диаграммы соответствует в масштабе Мкр=264,6 Н•м. Величину пускового момента МП, определяем проведя перпендикуляр из точки С к диаметру круговой диаграммы. МП=62,4Н•м. Из круговой диаграммы, для построения механической характеристи