Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Для асинхронных двигателей





 

Эквивалентные схемы замещения, являющиеся электри­ческим аналогом электромеханических преобразователей энер­гии (ЭМИ), широко используются для анализа работы элек­трических машин. Такие схемы состоят из пассивных элемен­тов – сопротивлений и индуктивностей, соединенных таким образом, чтобы физические процессы для машины и схемы описывались одинаковыми уравнениями.

Асинхронный двигатель, как и любой ЭМП, представляет собой систему токо- и магнитопроводов, т. е. совокупность электрических и магнитных цепей. Электрические цепи – это обмотки статора и ротора, а магнитные – ферромагнитные элементы плюс воздушный зазор, по которым замыкается маг­нитный поток. От степени насыщения стальных участков за­висят потокосцепления и индуктивности обмоток, следова­тельно, режим магнитной цепи (индукция В, поток Ф) во мно­гом определяет параметры электрической цепи, и наоборот.

Активные сопротивления схемы замещения (обмотки ста­тора – , и ротора – ) считают практически неизменными для рабочих режимов при скольжениях меньших критическо­го (sK). При этом основной магнитный поток в зазоре Ф5 оста­ется постоянным, [18, 20, 21]. Следовательно, ин­дуктивности обмоток также практически постоянные.

При расчете пусковых режимов (f2 = f 1), когда вытеснени­ем тока в обмотке короткозамкнутого ротора и насыщением зубцов от потоков рассеяния пренебречь нельзя, уточняют параметры по разработанным методикам [21].

Сами величины сопротивлений и индуктивностей рассчи­тывают по геометрическим размерам, физическим характери­стикам материалов – удельной электропроводности у и маг­нитной проницаемости [19, 20, 21].

На рис. 3.2 представлены: Т-образная схема замеще­ния с приведенными к обмотке статора параметрами вторич­ной обмотки – (рис. 3.2, а), подобная схеме замещения трансформатора, т. е. вращающийся ротор заменен непод­вижным (эквивалентным) с соответствующими параметра­ми; Г-образная схема замещения с вынесенным на зажимы сети намагничивающим контуром (рис. 3.2, б, в), когда при ток идеального холостого хода .

Приняты следующие обозначения: U1 первичное фаз­ное напряжение; I1 – фазный ток статора; и активное и индуктивное сопротивления фазы обмотки статора; Iм, xм r м – ток, индуктивное и активное сопротивления намагничи­вающего контура; ЭДС первичной и приведенной вторичной обмоток; – сопротивление, в котором при токе и неподвижном роторе выделяется мощность равная механической мощности машины ; ; ; приведенные со­противления обмотки ротора; ; s – скольжение, – синхронная угловая скорость (скорость вращения магнитного поля), ; р – число пар полюсов; f1 частота питающей сети.

 

 

Рис. 3.2. Схемы замещения асинхронного двигателя:

а – Т-образная; б, в – Г-образные

 

Расчеты характеристик АД ведутся, как правило, по схе­ме, изображенной на рис. 3.2, б, в, поэтому в справочной литературе [23, 24, 43] приводятся параметры R1 X1, R2, Х2 (рис. 3.2, в) в относительных единицах. За базовое прини­мается номинальное сопротивление фазы обмотки статора , а относительное значение параметра, например, . Для асинхронных машин мощностью от нескольких киловатт и выше значения параметров [21]:

; ; ; .

На рис. 3.3 приведены энергетические диаграммы асинхронной машины для двигательного и генераторного ре­жимов [20], которые показывают процесс преобразования энергии и сопутствующие этому потери (pэл, pмг, pд, pмх).

 

 

Рис. 3.3. Энергетические диаграммы асинхронной

машины в режимах: а – двигателя; б – генератора

 

Уравнения напряжений для фазы статора и ротора из Т-об­разной схемы:

, (3.2)

где ЭДС фазы обмотки;

– магнитный поток на полюс; Тл – индукция в зазоре (амплитуда); τ – полюсное деление, ;

l1 активная длина статора; D1 – внутренний диаметр стато­ра; 2р – число полюсов.

Для Г-образной схемы

(3.3)

где – параметры схемы замещения по рис. 3.2, в.

Подводимая к двигателю электрическая мощность

, Вт, (3.4)

где т1 - 3 – число фаз; U, I – линейные напряжение и ток.

Часть этой мощности расходуется на потери в обмотке ста­тора ΔРэл1, а вращающийся поток вызывает магнитные поте­ри в стали ΔРFe

(3.5)

Электромагнитная мощность, передаваемая вращающим­ся потоком через зазор на ротор

(3.6)

В режиме короткого замыкания, при s = 1, двигатель раз­вивает пусковой момент МП, представляющий важную харак­теристику для электроприводов

. (3.7)


При этом предполагается, что параметры схемы заме­щения постоянны. Для двигателей различного назначения [20, 24, 43].

 

 

Рис. 3.4 Механическая M(s) и электромеханическая l(s)

характеристики АД КЗР

б

а
Рис. 3.6. Зависимости ω(М) (а) и sH(P2) АД КЗР (б)

 

На рис. 3.4–3.6 представлены механическая и элек­тромеханическая характеристики M*(s), I*(s) короткозамкнутого двигателя мощностью 15 кВт (рис. 3.4); механические ха­рактеристики со(Л/) двигателя с фазным ротором (рис. 3.5) и короткозамкнутым (рис. 3.6). На рис. 3.6, б приведены значения номинальных скольжений для короткозамкнутых двигателей различной мощности.

Характерными точками механической характеристики (рис. 3.4, 3.6) являются следующие:

1. s = 0, ω = ω0, М = 0, Е2 = 0,12 = 0 – точка идеального хо­лостого хода;

2. s = 1, ω = 0, М = Мкз = МП – точка короткого замыкания, МП пусковой момент, I1=IП =(4,5-7) I Н – пусковой ток для АД с КЗР;

3. s = sk, M = Мт – точка максимальных момента Мт и скольжения sk. В режиме генератора: тТ, -smr;

4. s = sH,M= MH, ω = ω 0(1 - sH) – точка номинального дви­гательного режима;

5. ω = ω mjn, М = Mmin, s = smin точка минимального мо­мента. Значение Mmin приводится в справочниках, Mmin (0,8 + 0,9) • МП.

Минимальный момент обусловлен моментами (тормозны­ми) от высших гармонических намагничивающих сил, в ос­новном 7-й гармоники. Скольжение

.

Значение скольжения однозначно определяет и энергети­ческий режим работы АД [20, 21]:

1. 0 < s < 1, 0 < ω < ω 0, М > 0 – двигательный режим;

2. -∞<s<0, ω 0< ω <∞, М < 0 – генераторный режим с отдачей энергии в сеть;

3. s > 1, ω < 0, М< 0 – генераторный (тормозной) режим или противовключения, когда ротор и магнитное поле враща­ются в противоположных направлениях.

Пример 3.1. Для асинхронного двигателя с фазным ро­тором 4АН К 31551ОУЗ:

1) построить естественную механиче­скую характеристику;

2) рассчитать сопротивление Я2д доба­вочного резистора, при включении которого в цепь ротора мо­мент при пуске будет равен максимальному;

3) определить сопротивление R, при котором реостатная (искусственная) характеристика пройдет через точку s = 0,2 при М = Мн.

Паспортные данные двигателя: Рн = 75 кВт; пП = 573 об/мин; U = 380 В; E = 217 В (при неподвижном и разомкнутом М роторе); η = 0,9; соsφ = 0,8; λ mН=M*m=1,8; I = 221 А; sн = 0,045; sk = 0,158.

Относительные сопротивления Г-образной схемы замеще­ния: R1 = 0,036; R2 = 0,052; Х1 = 0,14; Х2 = 0,19; Хμ = 3,5.

Решение. 1. Построение механической характеристики:

1) коэффициент трансформации

;

2) коэффициент трансформации токов

;

3) коэффициент приведения

;

4) номинальный ток обмотки статора

5) номинальное сопротивление двигателя

6) коэффициент

;

7) сопротивления

8) критическое скольжение

(по каталогу sк = 0,158);

9) при скольжение sк = 1. Следовательно, приведенное . Добавочное сопротивление R = R2∑ -R2 = 0,332 - 0,072 = 0,26 Ом.

Реальное сопротивление R (неприведенное)

Ом – ответ на вопрос 2 в условии примера.


Проверка

;

10) максимальный момент через параметры

(по каталогу = 2251 Нм). В режиме генератора

;

11) уравнение естественной механической характеристи­ки (формула Клосса)

.

 

Задаемся значениями скольжения и находим величину момента.

 

ss   00,045 | 0,09 00,12 00,157 00,30 00,6 01,0
sM                

 

2. Ответ, см. п. 9.

3. При номинальном моменте отношение сопротивлений роторной цепи будет

.

Величина добавочного сопротивления







Date: 2015-08-06; view: 486; Нарушение авторских прав



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.024 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию