125262 (690376), страница 4
Текст из файла (страница 4)
________ - I1 = f (P2)
__ __ __ - P1 = f (P2)
Рис.3. Зависимости тока статора и потребляемой мощности от мощности на валу.
________ - η = f (P2)
__ __ __ - cosφ = f (P2)
Рис.4. Зависимости кпд и коэффициента мощности от мощности на валу.
Рис.5. Зависимость скольжения от мощности на валу.
Как видно из таблицы 1, а также рис. 3, 4 и 5 номинальному режиму работы асинхронного двигателя (P2н = 30 кВт) соответствуют: sн = 0,0197; P1н = 33,4 кВт; I1н = 32,5 А; I2н = 30,1 А; ηн = 0,9; cosφн = 0,895.
Сравним данные расчетного двигателя с данными двигателя-аналога:
|
2.9 Расчет пусковых характеристик
2.9.1. Расчет токов с учётом изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учёта влияния насыщения от полей рассеяния).
Подробный расчёт приведён для S = 1. Данные расчёта остальных точек сведены в табл. 2.
= 63,61hс
= 63,610,0359= 2,28, где
hс = hп - (hш + hш) = 36,9 - (0,7 + 0,3) = 35,9 мм.
- ”приведённая высота” стержня,
= 2,28 = 1,15 [4, стр.216].
Глубина проникновения тока в стержень: hr =
=
= 0,0167 м. = 16,7 мм.
Площадь сечения, ограниченного высотой hr : qr =
.
br =
= 5,11 мм.
qr =
= 99,17 мм2.
kr = qс/qr = 187,8 / 99,17 = 1,89
KR =
= 1,68,
Приведённое активное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока : r’2 = KR*r’2 = 1,680,23 = 0,39 Ом.
Рассчитаем индуктивное сопротивление обмотки ротора с учётом влияния эффекта
вытеснения тока.
= 2,28 = kд = 0,64 [4, стр.217].
Kx = (п2 +л2 +д2)/( п2 +л2 +д2)
п2 = п2 - п2
п2 = ’п2(1- kд) =
(1 - kд ) =
=
= 0,655.
п2 = 3,1 – 0,655 = 2,44.
Kх =
= 0,8.
Индуктивное сопротивление: х’2 = Kхx’2 = 0,881,4 = 1,23 Ом.
Индуктивное сопротивление взаимной индукции:
х12п = k *x12 = 1,33*42,16 = 56,07 Ом.
с1п = 1 + х1/х12п = 1 + 1,12/56,07 = 1,02.
Rп = r1 +c1п *r’2 /s = 0,498 + 1,020,39 = 0,896 Ом.
Xп = х1 + с1пх’2 = 1,12 + 1,021,23 = 2,37 Ом.
I2 = U1 / (Rп2+Хп2)0,5= 380/(0,8962+2,372)0,5= 149,98 A.
I1 = I2
=
= 152,3 A.
Таблица 2. Расчёт токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учётом влияния эффекта вытеснения тока.
| № п/п | Параметр | Ед-ца | Скольжение | |||||
| 1 | 0,8 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | sкр=0,117 | |||
| 1 | = 63,61hсS0,5 | - | 2,28 | 2,04 | 1,61 | 1,02 | 0,7 | 0,78 |
| 2 | ( ) | - | 1,15 | 0,9 | 0,4 | 0,1 | 0,02 | 0,02 |
| 3 | hr = hс/(1+) | мм | 16,7 | 18,9 | 25,6 | 32,6 | 35,2 | 35,2 |
| 4 | kr = qс/qr | - | 1,89 | 1,71 | 1,35 | 1,16 | 1,11 | 1,11 |
| 5 | KR =1+(rс/r2)(kr - 1) | - | 1,68 | 1,54 | 1,27 | 1,12 | 1,08 | 1,08 |
| 6 | r’2 =KR*r’2 | Ом | 0,39 | 0,35 | 0,29 | 0,26 | 0,248 | 0,248 |
| 7 | kд = () | - | 0,63 | 0,75 | 0,88 | 0,96 | 1 | 0,98 |
| 8 | п2 = п2 - п2 | - | 2,44 | 2,66 | 2,9 | 3,05 | 3,1 | 3,05 |
| 9 | Kх = 2 / 2 | - | 0,88 | 0,91 | 0,963 | 0,99 | 1 | 0,99 |
| 10 | x’2 = Kxx’2 | Ом | 1,23 | 1,27 | 1,348 | 1,386 | 1,4 | 1,386 |
| 11 | Rп = r1 +c1пr’2/s | Ом | 0,94 | 0,946 | 1,094 | 1,83 | 3,28 | 2,66 |
| 12 | Xп = x1 +c1пx’2 | Ом | 2,37 | 2,42 | 2,504 | 2,53 | 2,56 | 2,53 |
| 13 | I2 = U1 / (Rп2+Xп2)0,5 | А | 149,04 | 145,3 | 138,2 | 120,8 | 91,3 | 103,5 |
| 14 | I1 = I2 (Rп2++(Xп+x12п)2)0,5/(c1пx12п) | А | 152,3 | 148,6 | 141,6 | 123,8 | 93,74 | 106,1 |
2.9.2. Расчет токов с учётом изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.
Расчёт проводим для точек характеристик, соответствующих S=1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,093, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учётом влияния вытеснения тока. Данные расчёта сведены в табл. 3. Подробный расчёт приведён для S=1.
Принимаем kнас = 1,4, тогда
средняя мдс обмотки, отнесённая к одному пазу обмотки статора:
Fп.ср. =
=
=
= 3582,1 А.
CN =
= 0,997.
Фиктивная индукция потока рассеяния в воздушном зазоре :
BФ = (Fп. ср. /(1,6СN ))10-6 = (3582,110-6)/(1,60,510-30,997) = 4,5 Тл.
BФ = 4,5 Тл к = 0,52. [4, стр.219].
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения: с1 = (t1 - bш1)(1 - к ) = (11 – 3,7)(1 - 0,52) = 3,5.
п1 нас. =((hш1 +0,58hк)/bш1)(с1/(с1+1,5bш1)), где
hк = hп - h1 = 25,2 – 23,1 = 2,1 мм.
п1 нас. =
.
п1 нас. = п1 - п1 нас. = 1,643 - 0,232 = 1,411.
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учётом влияния насыщения: д1 нас. = д1к = 1,630,52 = 0,85.
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с учётом влияния насыщения:
х1 нас. = (х11 нас. )/ 1 =
= 0,88 Ом.
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учётом влияния насыщения и вытеснения тока :
п2. нас. = (hш2/bш2)/(c2/(с2+bш2)), где
с2 = (t2 - bш2)(1 - к ) = (13,5 - 1,5)(1 - 0,52) =6,24
п2. нас. =
.
п2. нас. = п2 - п2. нас. = 2,44 - 0,376 = 2,064.
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния ротора с учётом влияния насыщения: д2. нас. = д2к = 1,80,52 = 0,936.
Приведённое индуктивное сопротивление фазы обмотки ротора с учётом влияния эффекта вытеснения тока и насыщения:
х’2 нас = (х’22 нас. )/ 2 =
= 0,902 Ом.
с1п. нас. = 1 + х1 нас. /х12 п = 1+(0,88/56,07) = 1,016.
Проведем расчет токов и моментов.
Rп нас. = r1 + c1п. нас. r’2/s = 0,498+1,0160,39 = 0,894 Ом.
Xп.нас.=х1нас + с1п.нас.х’2нас. = 0,88 + 1,016*0,902 = 1,8 Ом.
I’2нас.=U1/(Rп.нас2+Хп.нас2)0,5= 380/(0,8942+1,82)0,5= 189,07 A.
I1нас = I2нас
=
= 192,1 A.
Относительное значение: Iп =
= 5,91.
Mп =
=
= 1,29.
к’нас. = I1 нас. /I1 = 192,1/152,3 = 1,26.
k’нас. отличается от принятого kнас. = 1,4 не более чем на 10%, что допустимо [4, стр.223].
Таблица 3. Расчёт пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учётом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.
| № п/п | Параметр | Ед-ца | Скольжение | |||||
| 1 | 0,8 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | sкр=0,117 | |||
| 1 | kнас | - | 1,4 | 1,35 | 1,31 | 1,22 | 1,15 | 1,16 |
| 2 | Fп. ср. | А | 3582,1 | 3391 | 3136 | 2560 | 1911 | 2068 |
| 3 | BФ =(Fп.ср.10-6) / (1,6CN) | Тл | 1,66 | 4,25 | 3,93 | 3,21 | 2,4 | 2,6 |
| 4 | к = ( BФ) | - | 0,52 | 0,55 | 0,59 | 0,68 | 0,8 | 0,77 |
| 5 | с1 = (t1 - bш1)(1 - к ) | - | 3,5 | 3,285 | 2,993 | 2,34 | 1,46 | 1,679 |
| 6 | п1 нас. = п1 - п1 нас. | - | 0,232 | 0,223 | 0,21 | 0,18 | 0,125 | 0,139 |
| 7 | д1 нас. = к д1 | - | 0,85 | 0,9 | 0,96 | 1,11 | 1,304 | 1,26 |
| 8 | х1 нас. = х11 нас. / 1 | Ом | 0,88 | 0,895 | 0,914 | 0,961 | 1,026 | 1,011 |
| 9 | c1п. нас. = 1+х1 нас. / х12п | - | 1,016 | 1,016 | 1,016 | 1,017 | 1,018 | 1,018 |
| 10 | с2 = (t2 - bш2)(1 - к ) | - | 6,24 | 5,4 | 4,92 | 3,84 | 2,4 | 2,76 |
| 11 | п2 нас. = п2 - п2 нас. | - | 2,064 | 2,3 | 2,542 | 2,71 | 2,813 | 2,75 |
| 12 | д2 нас. = к д2 | - | 0,936 | 0,99 | 1,062 | 1,224 | 1,44 | 1,386 |
| 13 | х2 нас. = х22 нас. /2 | Ом | 0,902 | 0,978 | 1,06 | 1,147 | 1,23 | 1,19 |
| 14 | Rп. нас. = r1+c1п. нас. r2/s | Ом | 0,894 | 1,087 | 1,82 | 3,02 | 2,66 | 2,66 |
| 15 | Xп.нас=х1нас.+с1п.нас.х2нас | Ом | 1,8 | 1,89 | 1,99 | 2,13 | 2,28 | 2,22 |
| 16 | I2нас=U1/(Rп.нас2+Хп.нас2)0,5 | А | 189,07 | 179,9 | 167,6 | 135,6 | 100,4 | 109,7 |
| 17 | I1 нас=I2 нас (Rп.нас2 + (Хп. нас + х12п) 2) 0,5/( c1п. насх12п) | А | 192,1 | 183,1 | 170,8 | 138,5 | 102,8 | 112,1 |
| 18 | k’нас. = I1 нас. /I1 | - | 1,26 | 1,23 | 1,2 | 1,11 | 1,05 | 1,06 |
| 19 | I1 = I1 нас. /I1 ном | - | 5,91 | 5,63 | 5,26 | 4,26 | 3,16 | 3,45 |
| 20 | М = (I’2нас/I’2ном)2КR(sном/s) | - | 1,29 | 1,34 | 1,54 | 2,22 | 2,34 | 2,39 |
Критическое скольжение определяем после расчёта всех точек пусковых характеристик (табл. 3) по средним значениям сопротивлений, соответствующим скольжениям















