Анализ асинхронного двигателя 4А200L8У3
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ерхних участков кривой равнялась сумме площадей нижних участков.
Кривую МДС строим для двух моментов времени:
а) , тогда . Токи зон X, Y, Z равны токам в зонах A, B, C соответственно, но имеют противоположный знак, то есть ;
б) , тогда
.
Так как число пазов на полюс и фазу q - целое число, то достаточно построить кривую МДС на протяжении двойного полюсного деления, так как в дальнейшем кривая будет повторяться. При этом кривые ступенчатых положительных полуволн МДС будут симметричны отрицательным [10, стр. 105 - 106].
Необходимо отметить, что укорочение шага в данной двухслойной петлевой равносекционной обмотке приближает кривую МДС к синусоиде, так как градация величин ступеней кривой вследствие перекрытия фазных зон разных слоев обмотки при этом увеличивается [6, стр. 449].
3. Анализ характеристик двигателя
.1 Построение схемы замещения двигателя и определение ее параметров
Для расчета характеристик асинхронной машины и исследования различных режимов ее работы удобнее иметь дело не с действительной асинхронной машиной, представляющую собой систему двух (или в общем случае нескольких) электромагнитно связанных контуров, а с эквивалентной ей электрической системой, создав для этой цели соответствующую схему замещения.
Реальная асинхронная машина с электромагнитными связями между обмотками заменяется относительно простой электрической цепью, что позволяет существенно упростить расчет характеристик.
Очевидно, что при переходе к схеме замещения уравнения для этой схемы должны полностью соответствовать уравнениям, описывающим рабочий процесс асинхронной машины.
Существует две схемы замещения асинхронной машины Г-образная и Т-образная.
Воспользуемся Г-образной схемой замещения (рис. 3.1) при изучении процессов, происходящих в асинхронной машине, так как она имеет существенные преимущества перед Т-образной, применяемой при изучении процессов в трансформаторах.
В последних намагничивающий контур представляет собой звено, находящееся между первичной и вторичной стороной, и дает возможность изучать явления при изменении направления потока энергии.
В отличие от трансформатора, асинхронный двигатель, являясь приемником энергии, должен рассматриваться при неизменном напряжении на зажимах, то есть при U1 = const. В этом случае при Т-образной схеме замещения происходит изменение токов не только в главной цепи, но и в ответвленной цепи намагничивания, и поэтому все токи зависят от режима работы. С увеличением нагрузки увеличивается поток рассеяния и в связи с этим из-за возрастания насыщения отдельных участков магнитопровода полями рассеяния уменьшаются индуктивные сопротивления. Увеличение скольжения в двигателе с короткозамкнутым ротором приводит к возрастанию действия эффекта вытеснения тока, что вызывает изменение сопротивлений обмотки ротора. При Г-образной схеме при U1 = const ток I00 в ответвленном контуре при изменении скольжения s остается постоянным, а изменяется лишь ток в главной цепи.
Генераторный и тормозной режимы в асинхронной машине изучаются также при постоянном напряжении на зажимах U1 = const, поэтому и для этих режимов работы Г-образная схема представляет те же преимущества, что и для двигательного режима [2, стр. 196; 9, стр. 537; 10, стр. 421, 425 - 426].
Рис. 3.1. Г-образная схема замещения фазы асинхронного двигателя
По схеме замещения фазы асинхронного двигателя, приведенной на рис. 3.1, получим преобразованную схему (рис. 3.2), в которой используются абсолютные величины активных и индуктивных сопротивлений.
Для перехода от относительных единиц к абсолютным величинам определяем номинальные значения фазного напряжения и тока двигателя по формулам
(3.1)
и
(3.2).
Тогда получим
и
.
Определяем параметры электродвигателя в абсолютных величинах xi и ri по формулам
(3.3)
и
(3.4),
где Xi и Ri - сопротивления из табл. 1.2.
Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора
.
Активное сопротивление обмотки статора
.
Приведенное к обмотке статора индуктивное сопротивление рассеяния ротора
.
Приведенное к обмотке статора активное сопротивление ротора
.
Главное индуктивное сопротивление х?
.
Сопротивления x1 и r1 найдем по формулам
(3.5),
(3.6)
[1, стр. 26, 30]
Получим
и
.
Сопротивления х0 и хк найдем по формулам
(3.7)
и
(3.8).
Получим
и
.
Рис. 3.2. Схема замещения фазы асинхронного двигателя упрощенная в абсолютных величинах
.2 Построение круговой диаграммы
По схеме замещения фазы асинхронного двигателя, приведенной в справочнике (рис. 1а), получают преобразованную схему (рис.1б). В преобразованной схеме (рис.1б) используют абсолютные величины. Для этого нормированные величины, приведенные в справочнике, необходимо перевести в абсолютные. При переводе необходимо учесть, что номинальные величины относятся к линейным.
Вначале построения круговой диаграммы определяют масштаб тока:
где - диаметр круговой диаграммы (150-200 мм). Затем определяют вектор тока холостого хода I0:
Построение круговой диаграммы (КД) на комплек