Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя
|
|
Расчет рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя производится по Т-образной электрической схеме замещения, так как только при использовании этой схемы замещения возможен расчёт фазной ЭДС статора Е1, основного магнитного потока Фрасч и тока холостого хода I0 расч при изменении нагрузки на валу.
Рис. 9. Т-образная схема замещения
Рис. 10.
Рис. 11.
Рис. 12.
| № п/п | Наименование расчетных величин, формулы и пояснения | Обозначение | Величина | Размерность | ||||
| 86. | Параметр Ом. | r12 | 0, 45 | Ом | ||||
| 87. | Параметр Ом. | x12 | 9, 868 | Ом | ||||
| 88. | Принимаем s н ≈ r2*' ≈ 0, 0218 и рассчитываем рабочие характеристики, задаваясь s = 0, 005; 0, 010; 0, 015; 0, 020; 0, 0244; 0, 029 при номинальных значениях U1 = U1н = 240 В, f1 = f1н = 50 Гц. При заданной нагрузке f1 = 30 Гц, В; f1 = 75 Гц, В. Относительное фазное напряжение статора Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена.. | α U | ||||||
| 89. | Относительная частота напряжения статора Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена.. | α f | ||||||
| 90. | Коэффициент коррекции величины основных магнитных потерь при изменении частоты Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена.. | α ст | ||||||
| 91. | Коэффициент коррекции величины пульсационных потерь при изменении частоты Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена.. | α пул | ||||||
| 92. | Коэффициент коррекции магнитных потерь при изменении магнитного потока Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена. | α ф | ||||||
| 93. | Коэффициент коррекции активного сопротивления контура намагничивания Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена., Ошибка! Закладка не определена.. | α r | ||||||
| 94. | Параметр схемы замещения (рис. 11) gs = gm + g’2s = = 0, 00461 + 0, 393805 = 0, 398415 См, где = 0, 004610 См; = 0, 393805 См. | gs | 0, 398415 | См | ||||
| 95. | Параметр схемы замещения (рис. 11) bs = bm + b’2s = 0, 101127 + 0, 058985 = 0, 160112 См, = 0, 101127 См; = 0, 058985 См. | bs | 0, 160112 | См | ||||
| 96. | Параметр схемы замещения (рис. 12) rΣ = r1 + rs = 0, 095 + 2, 1609 = 2, 2559 Ом, где = 2, 1609 Ом. | rΣ | 2, 2559 | Ом | ||||
| 97. | Параметр схемы замещения (рис. 12) xΣ = α fx1 + xs = 1·0, 267 + 0, 8684 = 1, 1354 Ом, = 0, 8684 Ом. | xΣ | 1, 1354 | Ом | ||||
| 98. | Действующий фазный ток статора Ι 1 = = = 95, 033 А, где I1a – активная составляющая фазного тока статора I1a = = = 84, 89 А; I1р – реактивная составляющая фазного тока статора I1р = = = 42, 72 А. | I1 | 95, 033 | А | ||||
| 99. | Падение напряжения в фазе статора В, где Uca – активная составляющая падения напряжения в фазе статора Uca = r1I1a + α fx1I1р = = 0, 095·84, 89 + 1·0, 267·42, 72 = 19, 47 В; Uср – реактивная составляющая падения напряжения в фазе статора Uср = α fx1I1а – r1I1р = = 1·0, 267·84, 89 – 0, 095·42, 72 = 18, 607 В. | Uc | 26, 93 | В | ||||
| 100. | Активная составляющая напряжения контура намагничивания Т-образной схемы замещения Uа = α UU1н – Uса = 1·240 – 19, 47 = 220, 53 В. | Uа | 220, 53 | В | ||||
| 101. | Действующее напряжение контура намагничивания = = 221, 3 В. | Uав | 221, 3 | В | ||||
| 102. | Коэффициент . | KE | 0, 922 | |||||
| 103. | Основной магнитный поток = 0, 014968 Вб. | Φ расч | 0, 014968 | Вб | ||||
| 104. | Действующий ток холостого хода = 22, 404 А, где I0а.расч активная составляющая тока холостого хода А; I0р.расч – реактивная составляющая тока холостого хода А. | I0.расч | 22, 404 | А | ||||
| 105. | Действующий фазный ток ротора Ι 2’ = = = 88, 126 А, где активная составляющая приведённого фазного тока ротора А; реактивная составляющая приведённого фазного тока ротора А. | I2’ | 88, 126 | А | ||||
| 106. | Предварительное значение активной мощности на входе двигателя P1пред = m1α UU1нI1а = 3·1·240·84, 89·10-3 = = 61, 12 кВт. | P1пред | 61, 12 | Вт | ||||
| 107. | Коэффициент мощности . | cosφ | 0, 893 | |||||
| 108. | Электромагнитный момент Mэм = CмΦ расчI2а’ = 423, 8398·0, 014968·85, 748 = = 543, 99 Нм, где конструктивный коэффициент приведённого асинхронного двигателя . | Mэм | 543, 99 | Нм | ||||
| 109. | Полные магнитные потери в асинхронном двигателе Δ pст = α ф(α ст(Δ pст, осн + Δ pпов2) + α пулΔ pпул2) = = 1·(1·(750, 55 + 45, 89)·10-3 + 1·122, 29·10-3) = = 0, 919 кВт. Δ pст(30) = α ф(30)(α ст(30)(Δ pст, осн + Δ pпов2) + + α пул(30) Δ pпул2) = = 1·(0, 465·(750, 55 + 45, 89)·10-3 + + 0, 36· 122, 29·10-3) = 0, 414 кВт. Δ pст(75) = α ф(75)(α ст(75)(Δ pст, осн + Δ pпов2) + + α пул(75) Δ pпул2) = = 0, 44·(1, 837·(750, 55 + 45, 89)·10-3 + + 2, 25· 122, 29·10-3) = 0, 765 кВт. | Δ pст | 0, 919 | кВт | ||||
| 110. | Суммарные потери в асинхронном двигателе Σ Δ p = Δ pст + Δ pмех + Δ pэ1 + Δ pэ2 + Δ pдоб = = 0, 919 + 0, 2074 + 2, 574 + 1, 4119 + 0, 2981 = = 5, 410 кВт, где Δ pэ1 = m1I12r1 = 3∙ 95, 033∙ 0, 095∙ 10-3 = = 2, 574 кВт; Δ pэ2 = m1I2’2r2’ = 3∙ 88, 126∙ 0, 0606∙ 10-3 = = 1, 4119 кВт; Δ pдоб = 0, 005α фP1пред(1 – S) = = 0, 005·1·61, 12·(1 – 0, 0244)·10–3 = 0, 2981 кВт; Δ pмех.расч = α fPмех(1 – S) = = 1·212, 6·(1 – 0, 0244)·10–3 = 0, 2074 кВт. | Σ Δ p | 5, 41 | кВт | ||||
| 111. | Электромагнитная мощность = 56, 966 кВт. | Pэм | 56, 966 | кВт | ||||
| 112. | Момент холостого хода = 4, 946 Нм, где = 102, 2 рад/с. | M0 | 4, 946 | Нм | ||||
| 113. | Момент на валу двигателя M2 = Mэм – M0 = 543, 99 – 4, 946 = 539, 044 Нм. | M2 | 539, 044 | Нм | ||||
| 114. | Полезная мощность на валу P2 = Ω 2M2 = 102, 2·539, 044·10-3 = 55, 09 кВт. | P2 | 55, 09 | кВт | ||||
| 115. | Активная мощность на входе двигателя P1 = P2 + Σ Δ p = 55, 09 + 5, 41 = 60, 5 кВт. | P1 | 60, 5 | кВт | ||||
| 116. | Коэффициент полезного действия двигателя η = 1 – = = 0, 911. | η | 0, 911 | |||||
| 117. | Уточнённый ток статора 94, 10 А. | I1расч | 94, 1 | А | ||||
| 118. | Предварительное значение критического скольжения . . . где C1 = 1 + x1/x12, xк = x1 + C1x2’. C1 = 1 + = 1, 027. xк = 0, 267 + 1, 027∙ 0, 372 = 0, 649 Ом. После построения кривых уточняем значение номинального скольжения s н = 0, 02345. Номинальные данные спроектированного двигателя: P2н = 55 кВт; U1н = 240 В; I1н = 93, 9 А; cosφ н = 0, 89; η н = 0, 91; Mн = 538 Нм; I2н’ = 88 А. | sкр | 0, 095 | |||||
| 119. | Предварительные значения номинальных скольжений Sн.пред.(f.min) при fmin, U1min и Sн.пред.(f.max) при fmax, U1max рассчитываем по условию постоянства электрических потерь в обмотке ротора Δ pэ2 = m1∙ r2’(I2н’) = const, где I2н’ – приведенный номинальный ток ротора при f1н и U1н. Из уточненной Г-образной схемы замещения . Решая это уравнение относительно Sн(f1), получим d2 + nd – k = 0, где d = C1r2’/Sн(f1), n = 2r1, n = 2r1 = 2∙ 0, 095 = 0, 19 Ом; k = – r12 – (α fxк)2. При расчете коэффициента k корректирующие коэффициенты α u и α f должны соответствовать значениям U1min, fmin при вычислении Sн.пред(fmin) и U1max, fmax при определении Sн.пред(fmax). . Sн(f1) =. Корень квадратного уравнения выбираем по условию 0 < Sн(f1) < Sкр(f1). | n | 0, 19 | |||||
| 120. | Коэффициенты k(30) = = == 2, 5. d(30) = = = = 1, 5 Ом. k(75) = = == 6, 5. d(75) = = = = 2, 5 Ом. Номинальное скольжение при частотах отличных от номинальной Sн(30) = = 0, 04149. Sн(75) = = 0, 02489. Предварительное значение перегрузочной способности асинхронного двигателя Км = Мmax/М2н = 933, 748/538 = 1, 74. Км(30) = Мmax(30)/М2н = 800, 1/538 = 1, 49. Км(75) = Мmax(75)/М2н = 450, 7/538 = 0, 84. | Км | 1, 74 | |||||
Параметры расчетов:
- r1* = 0, 0382 О.е. - Активное сопротивление фазы обмотки статора при расчетной температуре
- x1* = 0, 107 О.е - Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора
- U1H = 240 В - Номинальное фазное напряжение обмотки статора
- f1н = 50 Гц - Частота сети
- r12 = 0, 45 Ом – Активное сопротивление, характеризующее магнитные потери
- x12 = 9, 868 Ом – Сопротивление взаимной индукции обмоток статора и ротора
- r1 = 0, 095 Ом – Активное сопротивление фазы обмотки статора при расчётной температуре 1150С
- x1 = 0, 267 Ом – Индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки статора
- C¢ м = 423, 8398 – Конструктивный коэффициент приведенного асинхронного двигателя
- kоб1 = 0, 925 - Обмоточный коэффициент
- α U = 1 – Относительное фазное напряжение статора
- α f = 1 – Относительная частота напряжения статора
- α cт = 1 – Коэффициент коррекции величины основных магнитных потерь при изменении частоты
- α пул = 1 – Коэффициент коррекции величины пульсационных потерь при изменении частоты
- α ф = 1- Коэффициент коррекции магнитных потерь при изменении магнитного потока
- α r = 1 – Коэффициент коррекции активного сопротивления контура намагничивания
- W1 = 72 - Число витков в фазе статора
- r¢ 2 = 0, 0606 Ом – Приведенное к статору активное сопротивление фазы ротора
- x¢ 2 = 0, 372 Ом – Приведенное к статору индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора
- m1 = 3 – Число фаз статора
- Δ pст.осн. = 750, 55 Вт - Основные потери в стали
- ∆ рпов(1) = 0 Вт – Полные поверхностные потери статора
- Δ pпов(2) = 294, 5 Вт - Полные поверхностные потери ротора
- ∆ рпул(1) = 0 Вт – Пульсационные потери в зубцах статора
- ∆ рпул(2) = 122, 29 Вт – Пульсационные потери в зубцах ротора
- Δ pмех = 212, 6 Вт - Механические и вентиляционные потери
- 2p = 6 - Число полюсов
- P2H = 55 кВт - Номинальная мощность
- η н.пред = 0, 91 о.е. - Предварительное значение номинального КПД
- cosφ н.пред = 0, 87 - Предварительное значение коэффициента мощности
- α f = 1 – Относительная частота напряжения статора
- I1н.пред = 96, 49 А - Предварительное значение фазного тока статора
- Sн пред = 0, 0244 – предварительное значение номинального скольжения
Таблица 3. Рабочие характеристики асинхронного двигателя при номинальных параметрах U1, f1.
P2н = 55 кВт; U1н = 240 В; 2p = 6; α U = α f = α ст = α пул = α ф = α r = 1;
Δ pст = 918, 73 Вт; Δ pмех = 212, 6 Вт;
r1 = 0, 095 Ом; r2' = 0, 0606 Ом; x2’ = 0, 372 Ом; gm = 0, 00461 См; bm = 0, 101127.
| № п/п | Расчётная формула | Единица | Скольжение | ||||||
| 0, 005 | 0, 01 | 0, 015 | 0, 02 | 0, 029 | 0, 095 | sн = = 0, 0244 | |||
| См | 0, 082431 | 0, 164397 | 0, 245444 | 0, 325132 | 0, 463848 | 1, 169819 | 0, 393805 | ||
| gs = gm + g’2s | См | 0, 087041 | 0, 169007 | 0, 250054 | 0, 329742 | 0, 468458 | 1, 174429 | 0, 398415 | |
| См | 0, 002530 | 0, 010092 | 0, 022600 | 0, 039917 | 0, 082574 | 0, 682201 | 0, 058985 | ||
| bs = bm + b’2s | См | 0, 103657 | 0, 111219 | 0, 123727 | 0, 141044 | 0, 183701 | 0, 783328 | 0, 160112 | |
| Ом | 4, 751 | 4, 129 | 3, 213 | 2, 564 | 1, 850 | 0, 589 | 2, 161 | ||
| rΣ = r1 + rs | Ом | 4, 846 | 4, 224 | 3, 308 | 2, 659 | 1, 945 | 0, 684 | 2, 256 | |
| Ом | 5, 66 | 2, 72 | 1, 59 | 1, 10 | 0, 73 | 0, 39 | 0, 87 | ||
| xΣ = α fx1 + xs | Ом | 5, 927 | 2, 987 | 1, 857 | 1, 367 | 0, 997 | 0, 657 | 1, 137 | |
| I1a = | А | 19, 84 | 37, 88 | 55, 17 | 71, 39 | 97, 72 | 182, 50 | 84, 83 | |
| I1р = | А | 24, 27 | 26, 78 | 30, 97 | 36, 70 | 50, 09 | 175, 30 | 42, 76 | |
| Ι 1 = | А | 31, 347 | 46, 39 | 63, 268 | 80, 271 | 109, 81 | 253, 054 | 94, 998 | |
| Uca = r1I1a + α fx1I1р | В | 8, 36 | 10, 75 | 13, 51 | 16, 58 | 22, 66 | 64, 14 | 19, 48 | |
| Uср = α fx1I1а – r1I1р | В | 2, 992 | 7, 57 | 11, 788 | 15, 575 | 21, 333 | 32, 074 | 18, 587 | |
| В | 8, 88 | 13, 15 | 17, 93 | 22, 75 | 31, 12 | 71, 71 | 26, 92 | ||
| Uа = α UU1н – Uса | В | 231, 64 | 229, 25 | 226, 49 | 223, 42 | 217, 34 | 175, 86 | 220, 52 | |
| В | 231, 7 | 229, 4 | 226, 8 | 224, 0 | 218, 4 | 178, 8 | 221, 3 | ||
| В | 0, 965 | 0, 956 | 0, 945 | 0, 933 | 0, 910 | 0, 745 | 0, 922 | ||
| Вб | 0, 015671 | 0, 01552 | 0, 01534 | 0, 01515 | 0, 01477 | 0, 01209 | 0, 014968 | ||
| А | 0, 765659 | 0, 29168 | -0, 1476 | -0, 5447 | -1, 1551 | -2, 4326 | -0, 862703 | ||
| А | 23, 439 | 23, 218 | 22, 959 | 22, 666 | 22, 077 | 17, 932 | 22, 386 | ||
| А | 23, 452 | 23, 220 | 22, 959 | 22, 673 | 22, 107 | 18, 096 | 22, 403 | ||
| А | 19, 087 | 37, 612 | 55, 324 | 72, 019 | 99, 051 | 183, 843 | 85, 746 | ||
| А | 0, 833 | 3, 558 | 8, 012 | 13, 982 | 27, 842 | 157, 493 | 20, 327 | ||
| Ι 2’ = | А | 19, 105 | 37, 780 | 55, 901 | 73, 364 | 102, 890 | 242, 079 | 88, 122 | |
| P1пред = m1α UU1нI1а | кВт | 14, 28 | 27, 27 | 39, 72 | 51, 4 | 70, 36 | 131, 4 | 61, 08 | |
| cosφ = I1а/I1 | – | 0, 633 | 0, 817 | 0, 872 | 0, 889 | 0, 890 | 0, 721 | 0, 893 | |
| Mэм = CмΦ расчI2а’ | Нм | 126, 78 | 247, 41 | 359, 70 | 462, 45 | 620, 07 | 942, 05 | 543, 98 | |
| Δ pэ1 = m1I12r1 | кВт | 0, 280 | 0, 613 | 1, 141 | 1, 836 | 3, 437 | 18, 250 | 2, 572 | |
| Δ pэ2 = m1I2’2r2’ | кВт | 0, 0664 | 0, 2595 | 0, 5681 | 0, 9785 | 1, 9246 | 10, 6539 | 1, 4118 | |
| Δ pдоб=0, 005α фP1пред(1–S) | кВт | 0, 0710 | 0, 1350 | 0, 1956 | 0, 2519 | 0, 3416 | 0, 5946 | 0, 2979 | |
| Δ pмех.расч=α fPмех(1–S) | кВт | 0, 2115 | 0, 2105 | 0, 2094 | 0, 2083 | 0, 2064 | 0, 1924 | 0, 2074 | |
| Σ Δ p = Δ pст + Δ pмех + + Δ pэ1 + Δ pэ2 + Δ pдоб | кВт | 1, 548 | 2, 137 | 3, 033 | 4, 193 | 6, 828 | 30, 610 | 5, 408 | |
| кВт | 13, 276 | 25, 909 | 37, 668 | 48, 428 | 64, 934 | 98, 651 | 56, 965 | ||
| рад/с | 104, 2 | 103, 7 | 103, 1 | 102, 6 | 101, 7 | 94, 8 | 102, 2 | ||
| Нм | 2, 711 | 3, 332 | 3, 928 | 4, 485 | 5, 388 | 8, 302 | 4, 944 | ||
| M2 = Mэм – M0 | Нм | 124, 069 | 244, 078 | 355, 772 | 457, 965 | 614, 682 | 933, 748 | 539, 036 | |
| P2 = Ω 2M2 | кВт | 12, 928 | 25, 311 | 36, 68 | 46, 987 | 62, 513 | 88, 519 | 55, 089 | |
| P1 = P2 + Σ Δ p | кВт | 14, 476 | 27, 448 | 39, 713 | 51, 18 | 69, 341 | 119, 129 | 60, 497 | |
| η = 1 – Σ Δ p/P1 | – | 0, 893 | 0, 922 | 0, 924 | 0, 918 | 0, 902 | 0, 743 | 0, 911 | |
| А | 31, 76 | 46, 66 | 63, 25 | 79, 96 | 108, 21 | 229, 48 | 94, 09 |
Таблица 4. Рабочие характеристики асинхронного двигателя при
f1 = 30 Гц, U1 = 144 В; P2н = 55 кВт; U1н = 240 В; 2p = 6; α U = 0, 6; α f = 0, 6;
α ст = 0, 465; α пул = 0, 36; α ф = 1; α r = 0, 775; Δ pст = 414 Вт; Δ pмех = 212, 6 Вт;
r1 = 0, 095 Ом; r2' = 0, 0606 Ом; x2’ = 0, 372 Ом; gm = 0, 00461 См; bm = 0, 101127.
| № п/п | Расчётная формула | Единица | Скольжение | ||||||
| 0, 0083 | 0, 0166 | 0, 0249 | 0, 0332 | 0, 0498 | 0, 155 | sн = = 0, 0415 | |||
| См | 0, 136836 | 0, 272907 | 0, 407464 | 0, 539784 | 0, 795034 | 1, 929047 | 0, 669184 | ||
| gs = gm + g’2s | См | 0, 141446 | 0, 277517 | 0, 412074 | 0, 544394 | 0, 799644 | 1, 933657 | 0, 673794 | |
| См | 0, 006972 | 0, 027810 | 0, 062281 | 0, 110009 | 0, 243044 | 1, 835460 | 0, 170476 | ||
| bs = bm + b’2s | См | 0, 108099 | 0, 128937 | 0, 163408 | 0, 211136 | 0, 344171 | 1, 936587 | 0, 271603 | |
| Ом | 4, 463 | 2, 964 | 2, 097 | 1, 597 | 1, 055 | 0, 258 | 1, 277 | ||
| rΣ = r1 + rs | Ом | 4, 558 | 3, 059 | 2, 192 | 1, 692 | 1, 15 | 0, 353 | 1, 372 | |
| Ом | 3, 41 | 1, 38 | 0, 83 | 0, 62 | 0, 45 | 0, 26 | 0, 51 | ||
| xΣ = α fx1 + xs | Ом | 3, 57 | 1, 54 | 0, 99 | 0, 78 | 0, 61 | 0, 42 | 0, 67 | |
| I1a = | А | 19, 58 | 37, 56 | 54, 56 | 70, 19 | 97, 72 | 168, 87 | 84, 75 | |
| I1р = | А | 15, 34 | 18, 91 | 24, 64 | 32, 36 | 51, 84 | 200, 92 | 41, 38 | |
| Ι 1 = | А | 24, 874 | 42, 052 | 59, 866 | 77, 29 | 110, 619 | 262, 461 | 94, 313 | |
| Uca = r1I1a + α fx1I1р | В | 4, 32 | 6, 60 | 9, 13 | 11, 85 | 17, 59 | 48, 23 | 14, 68 | |
| Uср = α fx1I1а – r1I1р | В | 1, 679 | 4, 221 | 6, 4 | 8, 17 | 10, 73 | 7, 966 | 9, 646 | |
| В | 4, 63 | 7, 83 | 11, 15 | 14, 39 | 20, 60 | 48, 88 | 17, 57 | ||
| Uа = α UU1н – Uса | В | 139, 68 | 137, 4 | 134, 87 | 132, 15 | 126, 41 | 95, 77 | 129, 32 | |
| В | 139, 7 | 137, 5 | 135, 0 | 132, 4 | 126, 9 | 96, 1 | 129, 7 | ||
| В | 0, 970 | 0, 955 | 0, 938 | 0, 919 | 0, 881 | 0, 667 | 0, 901 | ||
| Вб | 0, 0157477 | 0, 015500 | 0, 015218 | 0, 014925 | 0, 014305 | 0, 010833 | 0, 01462 | ||
| А | 1, 1022 | 0, 6517 | 0, 2599 | -0, 0650 | -0, 5528 | -0, 3913 | -0, 3415 | ||
| А | 23, 526 | 23, 168 | 22, 764 | 22, 323 | 21, 383 | 16, 198 | 21, 862 | ||
| А | 23, 552 | 23, 177 | 22, 765 | 22, 323 | 21, 390 | 16, 203 | 21, 865 | ||
| А | 19, 106 | 37, 427 | 54, 716 | 70, 793 | 98, 936 | 175, 972 | 85, 552 | ||
| А | 0, 814 | 3, 445 | 7, 648 | 13, 133 | 26, 965 | 120, 836 | 19, 683 | ||
| Ι 2’ = | А | 19, 123 | 37, 585 | 55, 248 | 72, 001 | 102, 545 | 213, 465 | 87, 787 | |
| P1пред = m1α UU1нI1а | кВт | 8, 46 | 16, 23 | 23, 57 | 30, 32 | 42, 22 | 72, 95 | 36, 61 | |
| cosφ = I1а/I1 | – | 0, 787 | 0, 893 | 0, 911 | 0, 908 | 0, 883 | 0, 643 | 0, 899 | |
| Mэм = CмΦ расчI2а’ | Нм | 127, 52 | 245, 88 | 352, 92 | 447, 82 | 599, 85 | 807, 97 | 530, 13 | |
| Δ pэ1 = m1I12r1 | кВт | 0, 176 | 0, 504 | 1, 021 | 1, 703 | 3, 487 | 19, 632 | 2, 535 | |
| Δ pэ2 = m1I2’2r2’ | кВт | 0, 0665 | 0, 2568 | 0, 5549 | 0, 9425 | 1, 9117 | 8, 2841 | 1, 4011 | |
| Δ pдоб=0, 005α фP1пред(1–S) | кВт | 0, 0419 | 0, 0798 | 0, 1149 | 0, 1466 | 0, 2006 | 0, 3082 | 0, 1755 | |
| Δ pмех.расч=α fPмех(1–S) | кВт | 0, 1265 | 0, 1254 | 0, 1244 | 0, 1233 | 0, 1212 | 0, 1078 | 0, 1223 | |
| Σ Δ p = Δ pст + Δ pмех + + Δ pэ1 + Δ pэ2 + Δ pдоб | кВт | 0, 825 | 1, 380 | 2, 229 | 3, 329 | 6, 135 | 28, 746 | 4, 648 | |
| кВт | 8, 012 | 15, 449 | 22, 175 | 28, 137 | 37, 690 | 50, 766 | 33, 309 | ||
| рад/с | 62, 3 | 61, 8 | 61, 3 | 60, 7 | 59, 7 | 53, 1 | 60, 2 | ||
| Нм | 2, 703 | 3, 320 | 3, 904 | 4, 446 | 5, 390 | 7, 834 | 4, 947 | ||
| M2 = Mэм – M0 | Нм | 124, 817 | 242, 56 | 349, 016 | 443, 374 | 594, 46 | 800, 136 | 525, 183 | |
| P2 = Ω 2M2 | кВт | 7, 776 | 14, 99 | 21, 395 | 26, 913 | 35, 49 | 42, 487 | 31, 616 | |
| P1 = P2 + Σ Δ p | кВт | 8, 601 | 16, 37 | 23, 624 | 30, 242 | 41, 625 | 71, 233 | 36, 264 | |
| η = 1 – Σ Δ p/P1 | – | 0, 904 | 0, 916 | 0, 906 | 0, 890 | 0, 853 | 0, 596 | 0, 872 | |
| А | 25, 30 | 42, 43 | 60, 03 | 77, 10 | 109, 12 | 256, 44 | 93, 38 |
Таблица 5. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
при f1 = 75 Гц, U1 = 240 В;
P2н = 55 кВт; U1н = 240 В; 2p = 6; α U = 1; α f = 1, 5; α ст = 1, 837; α пул = 2, 25;
α ф = 0, 44; α r = 0, 808; Δ pст = 765 Вт; Δ pмех = 212, 6 Вт;
r1 = 0, 095 Ом; r2' = 0, 0606 Ом; x2’ = 0, 372 Ом; gm = 0, 00461 См; bm = 0, 101127.
| № п/п | Расчётная формула | Единица | Скольжение | ||||||
| 0, 005 | 0, 01 | 0, 0149 | 0, 0199 | 0, 0299 | 0, 064 | sн = = 0, 0249 | |||
| См | 0, 082334 | 0, 163629 | 0, 241332 | 0, 317715 | 0, 458635 | 0, 783878 | 0, 390370 | ||
| gs = gm + g’2s | См | 0, 086944 | 0, 168239 | 0, 245942 | 0, 322325 | 0, 463245 | 0, 788488 | 0, 39498 | |
| См | 0, 002527 | 0, 010045 | 0, 022074 | 0, 038812 | 0, 084180 | 0, 307963 | 0, 059669 | ||
| bs = bm + b’2s | См | 0, 103654 | 0, 111172 | 0, 123201 | 0, 139939 | 0, 185307 | 0, 409090 | 0, 160796 | |
| Ом | 4, 750 | 4, 137 | 3, 250 | 2, 610 | 1, 861 | 0, 999 | 2, 172 | ||
| rΣ = r1 + rs | Ом | 4, 845 | 4, 232 | 3, 345 | 2, 705 | 1, 956 | 1, 094 | 2, 267 | |
| Ом | 5, 66 | 2, 73 | 1, 63 | 1, 13 | 0, 74 | 0, 52 | 0, 88 | ||
| xΣ = α fx1 + xs | Ом | 6, 061 | 3, 131 | 2, 031 | 1, 531 | 1, 141 | 0, 921 | 1, 281 | |
| I1a = | А | 19, 31 | 36, 65 | 52, 42 | 67, 20 | 91, 55 | 128, 39 | 80, 24 | |
| I1р = | А | 24, 16 | 27, 12 | 31, 83 | 38, 03 | 53, 40 | 108, 08 | 45, 34 | |
| Ι 1 = | А | 30, 929 | 45, 593 | 61, 327 | 77, 215 | 105, 986 | 167, 825 | 92, 164 | |
| Uca = r1I1a + α fx1I1р | В | 11, 51 | 14, 34 | 17, 73 | 21, 62 | 30, 08 | 55, 48 | 25, 78 | |
| Uср = α fx1I1а – r1I1р | В | 5, 438 | 12, 102 | 17, 97 | 23, 301 | 31, 593 | 41, 153 | 27, 829 | |
| В | 12, 73 | 18, 76 | 25, 24 | 31, 79 | 43, 62 | 69, 08 | 37, 93 | ||
| Uа = α UU1н – Uса | В | 228, 49 | 225, 66 | 222, 27 | 218, 38 | 209, 92 | 184, 52 | 214, 22 | |
| В | 228, 6 | 226, 0 | 223, 0 | 219, 6 | 212, 3 | 189, 1 | 216, 0 | ||
| В | 0, 953 | 0, 942 | 0, 929 | 0, 915 | 0, 885 | 0, 788 | 0, 900 | ||
| Вб | 0, 0103076 | 0, 010190 | 0, 010055 | 0, 009902 | 0, 009573 | 0, 008527 | 0, 00974 | ||
| А | 0, 0118 | -0, 4428 | -0, 8447 | -1, 2110 | -1, 7849 | -2, 4725 | -1, 5237 | ||
| А | 15, 436 | 15, 256 | 15, 037 | 14, 783 | 14, 226 | 12, 527 | 14, 510 | ||
| А | 15, 436 | 15, 262 | 15, 061 | 14, 833 | 14, 338 | 12, 769 | 14, 590 | ||
| А | 18, 792 | 36, 742 | 53, 046 | 68, 026 | 92, 287 | 125, 631 | 81, 134 | ||
| А | 1, 314 | 5, 380 | 11, 696 | 20, 117 | 40, 996 | 117, 497 | 30, 037 | ||
| Ι 2’ = | А | 18, 838 | 37, 134 | 54, 320 | 70, 938 | 100, 983 | 172, 014 | 86, 516 | |
| P1пред = m1α UU1нI1а | кВт | 13, 9 | 26, 39 | 37, 74 | 48, 38 | 65, 92 | 92, 44 | 57, 77 | |
| cosφ = I1а/I1 | – | 0, 624 | 0, 804 | 0, 855 | 0, 870 | 0, 864 | 0, 765 | 0, 871 | |
| Mэм = CмΦ расчI2а’ | Нм | 82, 10 | 158, 69 | 226, 07 | 285, 50 | 374, 45 | 454, 04 | 334, 94 | |
| Δ pэ1 = m1I12r1 | кВт | 0, 273 | 0, 592 | 1, 072 | 1, 699 | 3, 201 | 8, 027 | 2, 421 | |
| Δ pэ2 = m1I2’2r2’ | кВт | 0, 0645 | 0, 2507 | 0, 5364 | 0, 9149 | 1, 8539 | 5, 3792 | 1, 3608 | |
| Δ pдоб=0, 005α фP1пред(1–S) | кВт | 0, 0304 | 0, 0575 | 0, 0818 | 0, 1043 | 0, 1407 | 0, 1904 | 0, 1239 | |
| Δ pмех.расч=α fPмех(1–S) | кВт | 0, 3173 | 0, 3157 | 0, 3141 | 0, 3126 | 0, 3094 | 0, 2985 | 0, 3110 | |
| Σ Δ p = Δ pст + Δ pмех + + Δ pэ1 + Δ pэ2 + Δ pдоб | кВт | 1, 450 | 1, 981 | 2, 769 | 3, 796 | 6, 270 | 14, 660 | 4, 982 | |
| кВт | 12, 896 | 24, 927 | 35, 511 | 44, 846 | 58, 818 | 71, 320 | 52, 612 | ||
| рад/с | 156, 3 | 155, 5 | 154, 7 | 154, 0 | 152, 4 | 147, 0 | 153, 2 | ||
| Нм | 2, 225 | 2, 400 | 2, 559 | 2, 707 | 2, 953 | 3, 326 | 2, 839 | ||
| M2 = Mэм – M0 | Нм | 79, 875 | 156, 29 | 223, 511 | 282, 793 | 371, 497 | 450, 714 | 332, 101 | |
| P2 = Ω 2M2 | кВт | 12, 484 | 24, 3 | 34, 577 | 43, 55 | 56, 616 | 66, 255 | 50, 878 | |
| P1 = P2 + Σ Δ p | кВт | 13, 934 | 26, 281 | 37, 346 | 47, 346 | 62, 886 | 80, 915 | 55, 86 | |
| η = 1 – Σ Δ p/P1 | – | 0, 896 | 0, 925 | 0, 926 | 0, 920 | 0, 900 | 0, 819 | 0, 911 | |
| А | 31, 01 | 45, 40 | 60, 67 | 75, 58 | 101, 09 | 146, 90 | 89, 07 |
Рис. 13. Характеристики P1 = f(P2) спроектированного двигателя.
Рис. 14. Характеристики I1 = f(P2) спроектированного двигателя.
Рис. 15. Характеристики I2’ = f(P2) спроектированного двигателя.
Рис. 16. Характеристики cosφ = f(P2) спроектированного двигателя.
Рис. 17. Характеристики η = f(P2) спроектированного двигателя.
Рис. 18. Характеристики S = f(P2) спроектированного двигателя.
Рис. 19. Характеристики Ω 2 = f(P2) спроектированного двигателя.
Рис. 20. Характеристики Mэм = f(P2) спроектированного двигателя.
Рис. 21. Характеристики M2 = f(P2) спроектированного двигателя.
Рис. 22. Характеристики Ω 2 = f(Mэм) спроектированного двигателя.
Рис. 23. Характеристики E1 = f(s) спроектированного двигателя.
Рис. 24. Характеристики ke = f(s) спроектированного двигателя.
Рис. 25. Характеристики Фрасч = f(s) спроектированного двигателя.
Рис. 26. Характеристики I0расч = f(s) спроектированного двигателя.
Изменение частоты f 1 приводит к изменению потока Ф т и соответствующему изменению тока ротора I 2 и нагрузочной составляющей I' 2 тока статора. При уменьшении частоты магнитный поток и ток холостого хода I 0 увеличиваются, причем ток I 0 из-за насыщения стали магнитопровода возрастает быстрее, чем магнитный поток. Обычно уменьшение частоты f 1 на 10 % вызывает увеличение тока I 0 на 20-30%. Поскольку ток I 0 является практически реактивным, это приводит к снижению коэффициента мощности двигателя.
При увеличении частоты f 1 пропорционально возрастает частота вращения п 2. Кроме того, магнитный поток Ф т уменьшается обратно пропорционально изменению частоты. Все это приводит к резкому увеличению тока I 2.
При регулировании напряжения и частоты ниже номинальных поддерживается U/f = const магнитный поток остается практически постоянным, что не нарушает устойчивость двигателя и не снижает его энергетические характеристики. Однако при этом снижается выходная мощность двигателя.