Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Вывод и анализ уравнения механической характеристик АД




 

Воспользуемся упрощенной П-образной схемой замещения асинхронного двигателя (рисунок 1).

       
 
   
Рисунок 1 – Схема замещения АД:
 

 

 


Uф – фазное напряжение сети;

I1 – фазный ток статора;

Iμ – ток намагничивания;

I'2 – ток приведенный ротора;

Х1, Х'2 – индуктивные сопротивления от потоков рассеяния фазы обмотки статора и приведенное фазы ротора;

R1,R'2 – первичные и вторичные приведенные активные сопротивления;

Rμ, Xμ - активное и индуктивное сопротивление контура намагничивания;

S – скольжение АД ();

w0 – угловая скорость поля статора ();

f – частота питающего тока;

р – число пар полюсов АД.

 

В соответствии с приведенной схемой замещения можно получить выражение для вторичного тока

, (1)

где Хк – индуктивное сопротивление двигателя при коротком замыкании.

Из выражения (1) и схемы замещения следует, что ток в цепи ротора зависит от скольжения. При S=0, т.е. когда поля вращающегося ротора и статора равны w=w0 (ток ротора равен 0). При S=1, т.е. когда ротор не вращается (ток равен пусковому, т.е. max).

Из (1) следует, что ток пусковой зависит от параметров двигателя (R1, R'2, X1, X'2) и напряжения сети Uф, и не зависит от нагрузки.

Пусковой ток АД обычно в 5…8 раз превышает номинальный. Большие пусковые токи приводят к значительному падению напряжения в сети, что вредно отражается на уже работающих от этой сети приемниках.

Кратность пускового тока важная характеристика, приводимая в каталогах .

При составлении схемы замещения были приняты следующие допущения: активное сопротивление ротора не зависит от частоты вторичной цепи, насыщение магнитной системы не влияет на реактивные сопротивления обмоток ротора и статора, проводимость намагничивающего контура остается постоянной, т.е. ток намагничивания зависит только от приложенного напряжения, отсутствуют добавочные потери и высшие гармонические составляющие МДС.

С учетом этих допущений: мощность Р1, потребляемая двигателем из сети, расходуется на потери Ро в намагничивающем контуре, потери в меди Рм обмотки статора и преобразуется в электромагнитную мощность Рэм

, (2)

где m – число фаз.

С другой стороны

или Рэм=Мw0 или ,

подставляя I'2 получим

. (3)

Из (3) следует, что момент зависит от напряжения сети (АД очень чувствителен к колебаниям сети).

Исследование полученной зависимости М=f(S) на экстремум, которое осуществляется нахождением производной dM/dS и

 

приравниванием ее к нулю, обнаруживает наличие двух экстремумов момента и скольжения

, (4)

где + - двигательный или торможение противовключением;

- - генераторный режим параллельно с сетью;

, (5)

(+ двигательный, - генераторный режимы).

Важно отметить Sк не зависит от напряжения.

Если (3) разделить на (4) получаем

, (6)

где МК – максимальный (критический) момент;

SК – критическое (max) скольжение;

a=R1/R'2.

Максимальный момент для генераторного режима можно найти аналогично, беря SК с отрицательным знаком.

Величина Мmax в генераторном режиме будет больше, чем в двигательном, что связанно с падением напряжения в активном сопротивлении цепи статора.

Если в уравнении (6) пренебречь активным сопротивлением статора (!), то получится формула удобная для расчетов

 

. (7)

 

Если в (7) вместо текущих значений момента и скольжения подставить их номинальное значение Мном и Sном и обозначить , то может получено выражение связывающее критическое и номинальное скольжение

 

) для Р>10кВт,

 

для Р<10 кВт, когда R нельзя пренебречь.

 

Характерные точки механической характеристики и режимы работы АД поясняются рисунком 2.

       
 
   
Рисунок 2 –Характерные точки механической характеристики АД
 

 

 


 

· S=0, w=w0 – идеальный холостой ход,

· S=1, w=0 – режим короткого замыкания,

· S<0, w>w0 – генераторный параллельно с сетью (рекуперативное торможение),

· S>1, w<0 – генераторное, последовательно с сетью (торможение противовключением).

 

Таким образом, рабочая часть характеристики ориентировочно может быть принята линейной, пусковая часть – нелинейной.

В зависимости от назначения АД могут иметь различные

и .

 

По ГОСТ: λм не ниже 1,65 – для АД с короткозамкнутым ротором

(обычно 1,7…2,2);

λм не ниже 1,8 – для фазного ротора;

λм=2,3…3,4 - для крановых двигателей;

λп обычно = 1,0…2,0 (могут λп=2,5…2,8).

 

Для повышения Мпуск и снижения Iпуск применяют двигатели с короткозамкнутым ротором специальной конструкции. Роторы имеют две клетки, расположенные концентрически, или глубокие пазы с высокими и узкими стержнями. Сопротивление ротора этих двигателей в пусковой период значительно больше, чем при wном, вследствие поверхностного эффекта, обусловленного повышенной частотой тока в роторе при больших скольжениях.

 

 

Необходимо отметить влияние высших гармоник зубцовых полей при работе АД под нагрузкой, что приводит к провалу механической характеристики при S=0,85 (рисунок 3).

 

Данная точка характеризуется .

 

 

 

 
 
Рисунок 3 – Механическая характеристика АД с характерным влиянием высших гармоник зубцовых полей

 


 

Зависимость номинального скольжения от мощности АД представлена на рисунке 4.

 

       
   
Рисунок 4 – Характеристика номинального скольжения для АД разной мощности

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-06; Просмотров: 696; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.028 сек.