пр2 эльмаш (852571), страница 9
Текст из файла (страница 9)
2.14. Определение по круговой диаграмме величин cosφ1, скольжения и коэффициента полезного действияШ ка л аc o s φ1Ш ка л а560,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0.U1OtA.I1 нkB3B40,1B2B10,090800,2G6040HO1ния0,7300,8P1P эмP2Л и н и яян иЛ иЛии яКПДе нь ж 0,6о лкс0,550Ш к а л ааа л0,4Ш к0,3700,9KK2K1201,010m0TrРис. 2.15. К определению рабочих характеристик асинхронного двигателя по круговой диаграммеfp100XDОпределение токов статора и ротораВеличина тока статора I1 определяется расстоянием от данной точки В до точки О (рис. 2.13):I1В= ОВ mi.Величина приведенного тока ротора I2" определяется расстояниемот данной точки В до точки А:I"2B = АВ mi.Определение мощностей, потерь и моментовДля определения мощностей по круговой диаграмме рассчитывают масштаб мощности, вт/мм:mp = 3U1ф mi,а для определения моментов – масштаб моментов, Нм/мм:mм = mp /ω = mp p/2π f1,где p – число пар полюсов двигателя; U1фн – номинальное фазное напряжение; f1 – частота сети.Затем из точки В на круговой диаграмме опускается перпендикуляр на линию потребляемой мощности Ох и определяются:1.
мощность, подводимая к двигателю из сети:Р1 = ВС ⋅ mp;2. электромагнитная мощность:Рэм = ВF ⋅ mp;3. полезная мощность на валу двигателя:Р2 = ВН ⋅ mp;4. мощность (потери) холостого хода:∆Р0 = EC ⋅ mp;5. электрические потери в обмотке ротора:∆Рэ2 = ∆Рэм – Р2 = HF ⋅ mp;6.
электрические потери в обмотке статора:∆Рэ1 = FЕ ⋅ mp;577. момент на валу двигателя:М = ВF ⋅ mм.Определение коэффициента мощности cosφ1 и скольжения s1. Для определения cos φ1 строят шкалу, для чего берут (см. рис. 2.14),например, отрезок of = 100 мм и этим радиусом проводят четверть окружности. Отрезок of на оси ординат называется шкалой cos φ1.Точку пересечения тока статора (или его продолжения) с четвертью окружности сносят на ось ординат, т. е.
на шкалу скольженияи находят значение cos φ1. Например, для точки В:cos φ1= of1 / of= of1 / 100 = 0,8.В рекомендуемой литературе приводятся и другие способы построения шкалы cos φ1.2. Для определения скольжения строят шкалу скольжения s(рис. 2.14). Для этого проводят касательную Ak к окружности в точкеА, в которой скольжение s = 0, а затем строят линию скольжения –km, параллельную линии АТ – линии электромагнитной мощности.Причем линию km располагают так, чтобы отрезок km удобно делился на 100 частей и точка m лежала на продолжении линии полезноймощности АК.Для определения скольжения следует найти точку пересечениявектора приведенного тока ротора – İ2" или его продолжения с линией скольжения km.
Скольжение в рассматриваемой точке В будет равноs = kn / km = kn /100 = 0,04.Определение КПД двигателя по круговой диаграммеКоэффициент полезного действия η = Р2 / Р1, поэтому для любойточки окружности, характеризующей режим работы двигателя, описанным выше способом определяют Р1 и Р2 и рассчитывают КПД. Например, для точки В на рис. 2.13 η = Р2В / Р1В = ВН / ВС.
Если отношение ВН / ВС > 0,8, то при определении КПД может быть допущеназначительная ошибка. Поэтому КПД асинхронных двигателей обычно определяют расчетным путем по методике, изложенной в [1–4].58При определении КПД по круговой диаграмме часто строят шкалу η(рис. 2.14) в следующем порядке.1. Продолжают линию полезной мощности Р2 вниз до пересеченияс линией, подводимой мощности Р1 в точке t.2. Из точки t проводят линию tp, параллельную оси ординат, которая представляет собой линию суммарных потерь ∆Р∑ = 0 (η = 1).3. Параллельно линии подведенной мощности Р1 (Ох) проводятотрезок pr до пересечения с продолжением линии полезной мощности Р2 (АК) в точке r на таком расстоянии от линии Р1, чтобы отрезокpr делился на 100 частей.
Построенный отрезок pr – есть шкала КПД(η ). В точке r, лежащей на линии Р2 = 0, η = 0.4. Для определения КПД при заданной нагрузке двигателя из точки t через конец вектора I1, соответствующего этой нагрузке, (черезточку В) проводят прямую, в точке пересечения которой со шкалой ηопределяют КПД. Например, для точки В η = r q = 72 %.Другие методы определения шкалы η описаны в [1–4].Определение перегрузочной способности двигателяПерегрузочная способность – отношение максимального момента двигателя к его номинальному моменту. Для определения максимального момента из точки O1 – середины линии АТ (рис.
2.13) восстанавливается перпендикуляр к линии электромагнитной мощностиРэм до пересечения с окружностью в точке G. Из этой точки опускается перпендикуляр на линию Р1 (Ох) и определяется максимальный моментМmax = GG1 mм.Если номинальный режим на круговой диаграмме соответствует точке N, тогда кратность максимального момента (перегрузочнаяспособность) соответственно будет равнаКм = Мmax / Мн = GG1 / NN1.Используя вышеизложенную методику определения параметровдвигателя, по круговой диаграмме определяют рабочие характеристики двигателя в диапазоне изменения тока статора от I0 до 1,2 Iн.
Дляэтого в указанном диапазоне изменения тока выбирают 5–6 промежуточных точек (рис. 2.15) и для каждой из них находят параметры I1,P1, P2, η, s, cos φ1, n2, M2. Результаты заносят в табл. 3.59Таблица 3Рабочие характеристики, полученные по круговой диаграмме№ п/п12345I1АP1Втηд/едP2Втn2об/минM2нтмsд/едсos φ1д/едПри оформлении отчета по лабораторной работе рабочие характеристики двигателя (I1; M2; cos φ) = f (P2), определенные по круговойдиаграмме (табл. 3) и опытным путем (табл.
2), построить в одних координатных осях, а зависимости (P1; n; η) = f (P2) – в других.В конце отчета необходимо объяснить характер построенных рабочих характеристик асинхронного двигателя.Контрольные вопросы1. Устройство и принцип действия асинхронных двигателей с фазным и короткозамкнутым ротором.2. Методика проведения опытов холостого хода и короткого замыкания.3. Методика построения круговой диаграммы.4. Какие графики называют рабочими характеристиками трехфазных асинхронных двигателей?5. Как по круговой диаграмме определяются основные величины дляпостроения рабочих характеристик?6.
Определение перегрузочной способности двигателя и критического скольжения.7. Объяснить, что такое КПД и коэффициент мощности трехфазного асинхронного двигателя? Как их определить по показаниям измерительных приборов?8. Почему в режимах малой нагрузки значение коэффициента мощности асинхронного двигателя невелико?9. Формула для расчета частоты вращения основного магнитного потока. С какой частотой изменяется ток в обмотках статораи ротора?602.3. Особенности работыоднофазного асинхронного двигателяПринцип действия и устройство однофазного двигателя. Однофазный двигатель питается от однофазной сети переменного тока.(рис. 2.16, а).
В соответствии с этим он имеет на статоре однофазнуюобмотку, подключаемую к сети. Роторная обмотка однофазного двигателя обычно выполняется короткозамкнутой в виде беличьей клетки, как и у трехфазного короткозамкнутого двигателя. Обмотка статора расположена в пазах, занимающих примерно две трети окружностистатора, которая соответствует паре полюсов. В результате распределение индукции в воздушном зазоре близко к синусоидальному.При подключении обмотки статора к сети ток этой обмотки создает пульсирующий поток – изменяющийся во времени, неподвижный в прстранстве, а не вращающийся, как в трехфазном двигателе.Неподвижное пульсирующее поле может быть разложено на два вращающихся в противоположные стороны с одинаковой частотой вращения с одинаковыми амплитудами, равными половине амплитудыпульсирующего потока.aбФФ12Ф21a1b1c1a2b2c2Ф12Ф 21Рис. 2.16.
Однофазный асинхронный двигатель:а – электрическая схема однофазного двигателя; б – схема трехфазного двигателя,эквивалентного однофазному61На основании сказанного однофазный двигатель эквивалентентрехфазному двигателю с двумя одинаковыми трехфазными обмотками, создающими вращающиеся в противоположные стороны магнитные поля (рис. 2.16, б).Поле, направление вращения которого совпадает с направлением вращения ротора, называют прямым; поле обратного направления – обратным.Электромагнитные моменты Mпр и Mобр, образуемые прямым и обратным полями, направлены в противоположные стороны, а результирующий момент равен M = Mпр – Mобр.На рис. 2.17 приведена зависимость M = f (s) для однофазного двигателя.МSобрМпрМрез21,800,21,40,61,0 0,61,0Мобр1,40,2 01,82SпрРис.
2.17. Моментные характеристики однофазного двигателяИз рисунка можно сделать следующие выводы:а) при неподвижном роторе (n = 0, s = 1) эти поля создают одинаковые по величине, но разные по знаку моменты Mпр и Mобр. Поэтому пусковой момент M = M1 – M2 однофазного двигателя с одной обмоткой на статоре равен нулю и двигатель не может прийтиво вращение;б) если ротор принудительно приведен во вращение в ту или инуюсторону, то один из моментов – Mпр или Mобр – будет преобладать.Если при этом M > Mст, то двигатель дальше раскручиваться будет сам.Пуск завершится при определенной установившейся скорости вращения, при которой M = Mст.Однофазные асинхронные двигатели с пусковой обмоткой.
Как показано выше, однофазный асинхронный двигатель не создает пускового момента. Чтобы пусковой момент появился, необходимо во62время пуска двигателя соз~Uдать в нем вращающееся магнитное поле. С этой цельюПускна статоре двигателя кромерабочей обмотки А размеща.ют еще одну обмотку – пусIАС1.ковую В. Эти обмотки расIВFЭполагают на статоре обычноАтак, чтобы их оси были смеС4щены относительно друг друα элга на αгеом =. Кроме того,ρВтоки в обмотках İА и İВ должны быть сдвинуты по фазеП2П1относительно друг друга. Дляэтого в цепь пусковой обмотки включают фазосдвигаю- Рис. 2.18. Схема однофазного двигателяс пусковой обмоткойщий элемент (Fэ), в качествекоторого могут быть применены активное сопротивление, индуктивность или емкость (рис.
2.18).Вращающееся магнитное поле обеспечивает появление пускового момента. Ротор начинает вращаться. При достижении частоты вращения, близкой к номинальной, пусковую обмотку В отключают. Такимобразом, во время пуска двигатель является двухфазным, а во времяработы – однофазным.При одинаковых габаритах номинальная мощность однофазногодвигателя составляет не более 50–60 % номинальной мощности трехфазного двигателя. Это обусловлено тем, что обмотка статора однофазного двигателя занимает примерно две трети окружности статораи имеет обратное (тормозное) поле, которое уменьшает вращающиймомент, увеличивает потери двигателя и вызывает его дополнительный нагрев.Трехфазный двигатель будет работать в режиме однофазного двигателя, если произойдет обрыв одной фазы цепи статора (например,перегорание защитного плавкого предохранителя в одной фазе).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
