Методические указания по выполнению задачи «Асинхронные машины»

 

Данные для своего варианта студент выбирает в соответствии с последней и предпоследней цифрами своего шифра по табл. 2, 3, 4.

В таблице 2 заданы мгновенные значения тока в фазе А, определяющие моменты времени, для которых следует построить векторы МДС.

В таблице 3 дана мощность двигателя и его сопротивления, за исключением приведенного активного сопротивления ротора r ′₂ , которые выбирают в зависимости от последней цифры шифра по таблице 4.

Число полюсов двигателя находят в таблице 5 по последней и предпоследней цифрам шифра.

К пункту 1. Простейшая трехфазная двухполюсная обмотка имеет вид, представленный на рис.2. Следует построить звезду фазных токов для указанных в таблице А моментов времени. Величины мгновенных значений токов определяются проекцией векторов токов на неподвижную ось времени t , совпадающей с вертикальной осью. Например. для момента времени, когда ток в фазе А равен 0, звезда фазных токов имеет вид, представленный на рис.3. Токи в фазах В и С соответственно равны: ;  . Отметив направление фазных токов в активных сторонах обмотки статора (как это показано на рис.2 для данного момента времени), следует определить направление вектора МДС.  Повторив построение для другого заданного момента времени, следует сделать вывод о том, что образовалась вращающаяся МДС и сформулировать условие создания вращающейся намагничивающей силы.

 

 

 

 

          Рис.2                                 Рис.3

 

К пункту 2. Следует построить круговую диаграмму для Г-образной схемы замещения.

Для расчета Г-образной схемы замещения двигателя необходимо знать индуктивное сопротивление вынесенного намагничивающего контура. С достаточной точностью его можно определить как:

Остальные параметры определяются при помощи коэффициента С₁:

Далее определяют диаметр круговой диаграммы, выраженный в единицах тока

Выбрав масштаб тока m_I [А/мм] так, чтобы диаметр окружности токов был в пределах 150+200 мм, находят

Затем определяют

Проводя оси координат с началом в точке 0₁ , на оси ординат строят вектор напряжения U _1ном . Затем под углом φ_о к U _1ном в масштабе тока откладывают вектор I_o и получают точку 0 (точка идеального холостого хода S =0).

Находят угол поворота (против часовой стрелки) диаметра относительно горизонтали:

Для построения этого угла из точки 0 проводят прямую параллельную оси абсцисс, на которой откладывают отрезок 0А=100 мм. Из точки А восстанавливают перпендикуляр, на котором откладывают отрезок АВ=100* tg 2 j [мм].

0В – направление диаметра. Засекая на нем D /2 [мм] находят центр и проводят окружность токов.

Положение на окружности токов точек, соответствующих S≈±∞ и S=1 , определяется по тангенсам углов, составляемых с диаметром окружности линии электромагнитной (S=±∞) и механической (S=1) мощностей:

Угол α_S=1 и α_{S=± ∞} строятся аналогично углу 2γ. (Отрезок равный 100 мм в этом случае откладывают на диаметре).

К пункту 3. Для нахождения на окружности токов точки, соответствующей P_2H , следует определить масштабом мощности:

и найти отрезок, выражающий Р_2Н :

(   ).

Затем из произвольной точки К на линии механической мощности восстанавливают перпендикуляр к диаметру. На нем откладывают отрезок КN′ . Далее точку N′ сносят на окружность токов параллельно линии механической мощности (точка N).

Из круговой диаграммы выходят I ₁ ( I ₁ =0₁ N _* m_I , A ) – ток статора, I ₂ ′′ ( I ₂ ′′=0 N _* m_I , А ) – дважды переведенный ток статора и коэффициент мощности – cosφ .

Для определения cosφ  строят дополнительную окружность с диаметром 0₁ F =100 мм , расположенном на оси ординат. Эта окружность пересекает I ₁ или его продолжение в точке N ′′ :

Пусковой ток I _пуск находят, выразив соответствующий отрезок в масштабе тока (m_I) .

Момент на круговой диаграмме определяется отрезком, перпендикулярным диаметру и заключенным между соответствующей точкой круговой диаграмм и линией электромагнитной мощности, выраженным в масштабе моментов.

Масштаб моментов находят по формуле:

где p – число пар полюсов.

К пункту 4. Зная токи I ₁ и I ₂ ′′ , можно определить:

1) Потери в меди статора

2) Потери в меди ротора

Потери в стали определяются как:

Добавочные потери при нагрузке принимают равными 0,5%P_{M 2} . По сумме потерь определяют КПД:

Скольжение определяется отношением:

Электромагнитную мощность находят как:

Для определения перегрузочной способности двигателя

 определяют

где n_H находят по номинальному скольжению и синхронной скорости вращения.

M_max определяют по круговой диаграмме. Для этого из центра окружности токов опускают перпендикуляр на линию электромагнитной мощности и продолжают его до пересечения с окружностью токов в точке S. Затем из точки S опускают перпендикуляр S_m на диаметр. Отрезок Se ( точка е-точка пересечения S_m с линией электромагнитной мощности), выраженный в масштабе моментов (m_M) дает значение M _MAX .

К пункту 5. Для определения параметров двигателя в 0/ e необходимо рассчитать базисное сопротивление по его номинальному току и напряжению

и определить относительные значения сопротивлений как отношение их величин в [Ом] к величине R _БАЗ.

Для определения r_m предварительно следует вычислить

 

                                                                                                                Таблица 2

Последняя цифра шифра