Экспериментальное получение рабочих характеристик асинхронного двигателя.

Экспериментальное исследование асинхронных двигателей проводится с целью определения параметров схемы замещения (рис. 4.8). Программа исследований включает два опыта: опыт холостого хода и опыт короткого замыкания. Эти опыты легко реализуются, для их проведения требуется минимальная мощность установленного оборудования. Экспериментальные исследования асинхронных двигателей в рабочих режимах, как правило, не проводятся в виду их большой трудоемкости и стоимости. Характеристики асинхронных двигателей в рабочих режимах получают расчетным путем по схеме замещения.

Опыт холостого хода.

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 4.14. Схема включает кроме испытуемого двигателя (АД) индукционный регулятор (ИР) для регулирования напряжения статора АД, измерительный комплект (ИК) для регистрации тока, активной мощности и напряжения статора, тахогенератор (ТГ) для измерения частоты вращения n и машину постоянного тока (МПТ) для затормаживания ротора.

Опыт холостого хода проводится без нагрузки на валу (ключ К разомкнут) для нескольких значений напряжения в диапазоне . Измеряются фазные токи и активная мощность , подводимая к обмотке статора. По данным опыта строят зависимости , , . Вид этих зависимостей представлен на рис. 4.15.

Опыт короткого замыкания.

В опыте короткого замыкания ротор асинхронного двигателя должен быть заторможен (). Это достигается с помощью машины постоянного тока (рис. 4.14). Ключ К замыкается, а в обмотку возбуждения подается постоянный ток. Опыт проводится при различных значениях подводимого напряжения , так чтобы ток статора находился в пределах .
По данным опыта короткого замыкания строят зависимости , . В рассматриваемом диапазоне токов характеристика носит прямолинейный характер (рис. 4.17).

52.Аналитический метод расчёта рабочих характеристик асинхронного двигателя.

Рабочими характеристиками асинхронных двигателей называются зависимости P1, I1, cosφ1, s, η, M = f(P2). Метод расчета характеристик базируется на решении уравнений токов и напряжений асинхронной машины, которым соответствует Г – образные схемы замещения (рис. 4.2 б, в).

Перед началом расчета определяют те величины, которые не зависят от скольжения. К таким величинам относятся: номинальное фазное напряжение U_1ном, сопротивления схем замещения (r₁, r₂^’, x₁, x₂^’, С₁), а также потери холостого хода и составляющие тока идеального холостого хода: реактивная I_0p ≈ I₀ и активная, которая определяется так:

I_0a =(P_CT + 3 I₀²r₁)/(3 U_1HOM) (4.14)

Причем Р_ст определяется из опыта холостого хода при разделении потерь (см. рис. 4.4).

Коэффициент С₁ определяется по формуле (4.13):

C₁ = (Z₁ + Z_M)/ Z_M = c₁ exp(- jγ) (4.15)

c₁ = [(r₁ + r_M)² + (x₁ + x_M)²]^1/2 /(r²_M + x²_M)^1/2 (4.15^’)

Если реактивной составляющей коэффициента С₁ можно пренебречь, тогда приближенно:

С₁ = с₁ = 1+ x₁ / x_M (4.16)

При более точных расчетах определяют активную и реактивную составляющие С₁ по формулам:

c_1a = [ r_M (r₁ + r_M) + x_M (x₁ + x_M)]/(r²_M + x²_M) (4.17)

c_1p = (x₁r_M – r₁x_M)/(r²_M + x²_M) (4.18)

c₁ = (c²_1a + c²_1p)^1/2 (4.19)

После определения С₁ определяются расчетные величины для приближенного или точного метода расчета.

53.Расчётно-графический метод определения рабочих характеристик асинхронного двигателя.

Круговая диаграмма асинхронной машины.

Обоснование круговой диаграммы. Наглядное представление. о количественных и качественных соотношениях токов, мощностей и напряжений в отдельных элементах асинхронной машины дает круговая диаграмма. Она является векторной диаграммой схемы замещения асинхронной машины с некоторыми дополнительными построениями. Круговая диаграмма позволяет определить графически все величины, необходимые для построения рабочих и пусковых характеристик двигателя.

Рис. 4.18. Круговая диаграмма асинхронной машины.

Методы построения круговой диаграммы асинхронной машины.

Построение круговой диаграммы можно произвести на основе Г-образной схемы замещения, представленной на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Г-образная схема замещения асинхронной машины.

На схеме замещения – ток холостого хода при синхронной частоте вращения (S = 0);

;

;

С₁ – комплексный коэффициент: подсчитывается по выражению

;

; (6.1)

. (6.2)

Анализ свойств асинхронной машины с помощью круговой диаграммы.

Подводимая мощность , т. е. ,

где – масштаб мощности.

–называется линией подводимой мощности (). Мощность, потребляемая АМ при синхронном холостом ходе идет на покрытие магнитных потерь. Их определяют отрезком :

или .

Мощность, выделяющаяся в рабочем контуре:

или .

Далее учтем, что

.

Отсюда будем иметь:

,

.

Полная механическая мощность машины будет

.

Прямая ОК, в соответствии с этим, называется линией полной механической мощности ().

.

Следовательно, линию ОТ называют линией электромагнитной мощности (). Она является также линией электромагнитных моментов, так как

,

где – масштаб моментов.

.

Для построения рабочих характеристик задаются несколькими значениями и определяют все величины.

54.Пуск трёхфазного асинхронного двигателя.

В момент пуска в ход n=0, т.е. скольжение S=1. Т.к. токи в обмотках ротора и статора зависят от скольжения и возрастают при его увеличении, пусковой ток двигателя в 5 ÷ 8 раз больше его номинального тока

I_пуск=(5÷8)I_н.

Дата добавления: 2015-12-07