Расчет характеристик трансформаторов и электрических двигателей

2.4. Полные потери мощности в двигателе  при номинальном режиме работы.

3. Рассчитать и, построить зависимость частоты вращения ротора двигателя от величины механического момента, приложенного к его валу.
4. Исследовать зависимость частоты ЭДС и тока, электрических потерь в роторе от скольжения.
5. Сделать выводы по результатам выполненной работы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Начертим электрическую схему включения обмотки статора асинхронного двигателя:

 

 

2. Определим:
1. Активную, реактивную и полную мощности, потребляемые двигателем из, сети при номинальном режиме:

Определение активной мощности трехфазного симметричного потребителя переменного тока:

 

 

где  , - линейные напряжение, ток;

- коэффициент мощности потребителя.

В асинхронном  двигателе эта активная мощность поступает из трехфазной электросети  в обмотку статора. Её следует  считать мощностью  , затраченной на получение полезной механической мощности двигателя. Эти мощности связаны между собой коэффициентом полезного действия

  

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Номинальный и пусковой токи; номинальный, пусковой и максимальный моменты двигателя.

 

Пусковые  токи двигателя определяются по величине кратности пускового тока, заданной в условии задачи.

 

                        

 

 

Номинальный вращающий момент двигателя может быть определен из уравнения

где     - угловая скорость вращения ротора в номинальном режиме.

 

        

 

      

 

3. Частоту вращения магнитного поля статора, номинальное и критическое скольжение.

 

Известно, что частота вращения магнитного поля статора при заданной частоте  питающего напряжения обратно пропорциональна  числу пар полюсов обмотки  статора р. Это число, если оно не задано, может быть определено из соотношения:

 

По  числу пар полюсов р можно определить частоту вращения магнитного поля статора

                       

Зная  физический смысл понятия "скольжение", а также частоту вращения магнитного поля статора и номинальную частоту  вращения вала ротора, определяют номинальное  скольжение

 

 

 

В инженерной практике для расчета механической характеристики асинхронного двигателя  часто применяется упрощенная формула Клосса, связывающая между собой вращающий момент и скольжение:

где , - i-e значение вращающего момента и скольжения на механической характеристике.

•Если в формуле вместо , подставить, номинальные значения момента и скольжения , то можно определить величину критического скольжения . Например, может быть получено выражение вида

 

 

2.4 Полные потери мощности в двигателе при номинальном режиме работы.

Полные потери мощности двигателя  при номинальном режиме определяются как разность мощностей,

Для исследования изменения КПД  двигателя при работе на различных  механических характеристиках при  номинальной нагрузке следует воспользоваться  следующими выражениями:

1. -мощность, подводимая к двигателю;

2. - мощность на валу двигателя;

 

 

 

3. Рассчитаем и построим зависимость частоты вращения ротора двигателя от величины механического момента, приложенного к его валу.

Участок 1-3 соответствует  устойчивой, участок 3-4 – неустойчивой работе. Точка 1 соответствует идеальному холостому ходу двигателя, когда n=n0. Точка 2 соответствует номинальному режиму работы двигателя, ее координаты Mн и nн. Точка 3 соответствует критическому моменту Mкр и критической частоте вращения nкр. Точка 4 соответствует пусковому моменту двигателя Mпуск.

 

 

4

2

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость частоты ЭДС и тока ротора от скольжения можно получить, используя соотношение:

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость электрических потерь в роторе от скольжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты расчётов оформим в  виде таблицы

S	0	0,013	0,0481	1
M,Нм	0	645,16	1290,32	709,7
	1500	1480	1427,85	0
,Гц	0	0,65	2,405	50
	0	1,3	4,81	100