Рабочие характеристики асинхронного двигателя

При снятии рабочих характеристик необходимо поддерживать постоянным подводимое к двигателю напряжение U₁=U_н=const.

Изменяя момент на валу двигателя с помощью изменения тока нагрузки вспомогательного генератора I_a, таким образом, чтобы ток статора АД изменялся от тока холостого хода двигателя I_он до I₁ » 1,1×I_н.

В указанных пределах изменения тока статора снимают 5-6 точек. При этом измеряют токи I_1л, I_2л, I_3л, показания ваттметров a₁, a₂, число колебаний стрелки амперметра А₃ в цепи ротора n за фиксированное время t. Данные испытания записывают в табл. 2.5.

Таблица 2.5

Опытные данные при снятии рабочих характеристик АД.

U₁=U_н=const; f₁=f_н =const;

№ п/п	I1л	I2л	I3л	a1	a2	n	t
	дел.	дел.	дел.	Дел.	дел.	число колеб.	cек.
	СА= А/дел.	Сw= Вт/дел.

 

Результаты испытания обрабатываются следующим образом. Ток статора определяют как среднее арифметическое из трех измеренных значений

, (2.20)

где С_А – цена деления амперметра.

Подводимую к двигателю мощность определяют по формуле

Р₁=(a₁ +a₂) С_w, (2.21)

где С_w – цена деления ваттметров.

Коэффициент мощности cos j определяют по формуле

(2.22)

и проверяют по табл. (1.1).

Суммарные потери

åр = р_мг + р_мх + р_эл1 + р_эл2 + р_доб. (2.23)

Магнитные потери (р_мг) и механические потери (р_мх) определяются из опыта холостого хода при U_н считаются постоянными при снятии рабочих характеристик, т.к. U₁=const и n –мало изменяется (n» const), следовательно,

р_мг + р_мх= const (2.24)

Электрические потери р_эл1 при соединении обмотки статора по схеме треугольника равны: р_эл1 = I₁ ² r_{1 75}. (2.25)

- r_{1 75} - сопротивление обмотки статора при t ^o = 75^oC.

Электрические потери р_эл2 обмотки ротора вычисляются через электромагнитную мощность P_эм, передаваемую через воздушный зазор d со статора на ротор, и скольжение s:

р_эл2 = s × P_эм, (2.26)

где Р_эм = Р₁ - (р_эл1 + р_мг), (2.27)

. (2.28)

Добавочные потери р_д при номинальном режиме принимаются равными

р_дн = 0,005 × Р_1н, (2.29)

а при токе статора, отличном от I_н, пересчитываются по формуле:

. (2.30)

Полезная мощность двигателя

Р₂ = Р₁ - åр. (2.31)

Полезный момент на валу двигателя:

М₂ = Р₂/W (Н×м), (2.32)

где W=2p×n –угловая механическая частота вращения ротора,

n = n₁ (1-s) частота вращения ротора в об/с;

n₁= f₁ / p –частота вращения поля статора в об/с;

р - число пар полюсов.

М₂= (кГм), (2.33)

где n₁= (f₁ × 60)/p - синхронная частота вращения поля статора в об/мин;

P₂ – мощность в Вт.

Коэффициент полезного действия h двигателя можно определить через отдельные потери:

. (2.34)

Результаты расчета рабочих характеристик двигателя заносят в табл.2.6, по данным которой строят зависимости, изображённые на рис.2.7.

 

Таблица 2.6.

Расчетные данные при снятии рабочих характеристик АД.

U₁=U_н= В; f₁=f_н = Гц; p_мг = Вт; p_мх = Вт;

№ п/п

I1

P1

cosj

s

pэл1

Рэм

pэл2

pд

åр

Р2

М2

h

А

Вт

Вт

КГм

 

	Рис. 2.7 Рабочие характеристики АД.

 

Полученные зависимости можно объяснить следующим образом.

Зависимость M₂ = f(P₂) практически прямая линия, М₂ ~ Р₂, а частота вращения n в опыте практически постоянна, т.к. скольжение s меняется мало (от s» 0 до s_н =4¸7%).

Скольжение s является одной из наименее точно измеряемых величин, поэтому обычно в опыте наблюдается большой разброс точек. При построении зависимости s = f (P₂) следует руководствоваться тем, что в пределах до номинальной нагрузки связь между M₂ и s практически линейна. Это видно из формулы для момента [6]:

. (2.35)

 

Если пренебречь сопротивлением r₁, x₁, x₂^¢, которые меньше, чем r₂^¢, то

. (2.36)

Коэффициент мощности cos j при Р₂ = 0 (режим холостого хода) имеет небольшое значение cos j_0н , т.к. преобладает индуктивная составляющая тока. С ростом Р₂ увеличивается активная нагрузка и cos j растет практически пропорционально Р₂ , при дальнейшем увеличении Р₂ , вследствие влияния насыщения cos j практически не изменяется, а затем несколько уменьшается.

Известно [1], что максимум h наступает, когда потери постоянные, не зависящие от тока нагрузки I₁ (это потери р_мг и р_мх), равны потерям переменным, зависящим от I₁² (это электрические потери обмоток статора и ротора и добавочные).

При малых значениях Р₂ преобладают потери постоянные и h растет пропорционально Р₂, при дальнейшем росте Р₂ увеличиваются электрические потери и h замедляет рост, и в дальнейшем по этой причине h начинает уменьшаться.

Подводимая мощность P₁=P₂ /h при малых нагрузках изменяется незначительно, т.к. h меняется пропорционально Р₂ , а при нагрузках близких к номинальной h= const и Р₁ изменяется пропорционально Р₂.

При малых значениях Р₂ преобладает реактивная составляющая тока I₁, и с увеличением мощности Р₂ ток I₁ растёт незначительно, при дальнейшем увеличении Р₂ преобладает активная составляющая тока и зависимость I₁=f(P₂) становится практически линейной.

 

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: