Расчет статических характеристик трехфазного асинхронного двигателя

Выпишем в таблицу 2 данные для двигателя из справочника "Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник" Кравчика А. Э.
Таблица 2 - Данные двигателя по справочнику
Типоразмер электродвигателя Р2ном, кВт Электромагнитные нагрузки Энергетические показатели
I2ном, А
U2, В Механическая характеристика Параметры схемы замещения, о. е.
Вδ, Тл А, А/см J, А/мм2 КПД, % cosφ
mк sном, % sк, % Хμ R'1 X'1 R''2 X''2
Синхронная частота вращения 1500 об/мин
4АК160S4У3 11,0 0,72 238 4,4 86,5 0,86 22 305 3,0 4,4 33,0 2,8 0,038 0,068 0,051 0,086
Для расчета характеристик определим сопротивления двигателя, приведенные к Г-образной схеме замещения.
Номинальный фазный ток статора:
А.
Активное сопротивление фазы статора:
Ом.
Индуктивное сопротивление фазы статора:
Ом.
Активное сопротивление фазы ротора, приведенное к статору:
Ом.
Индуктивное сопротивление фазы ротора, приведенное к статору:
Ом.
Индуктивное сопротивление короткого замыкания:
Ом.
Критическое скольжение:
.
Синхронная скорость двигателя:
рад/с.
Критический момент в двигательном режиме:
Нм.
1. Рассчитаем и построим естественную электромеханическую характеристику ω(I2΄) двигателя.
.
Рассчитаем естественную электромеханическую характеристику, задаваясь значениями скольжения в пределах от s = –1 до s= +1, с последующим переходом от скольжения к скорости по формуле ω = ω0(1–s) . Результаты расчета сведем в таблицу 3.
Таблица 3 - Координаты точек для построения естественной электромеханической характеристики
Естественная электромеханическая характеристика ω(I2΄)
s -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,322 -0,2 0 0,2 0,322 0,4 0,6 0,8 1
, рад/с 314,16 282,74 251,33 219,91 207,66 188,50 157,08 125,66 106,50 94,25 62,83 31,42 0,00
I2΄, А 144,984 143,504 139,152 125,773 114,599 84,171 0,000 67,671 89,764 99,099 113,677 121,389 125,971
По данным таблицы 3 строим естественную электромеханическую характеристику (см. рисунок 1).
Рисунок 1 - Естественная электромеханическая характеристика ω(I2΄) двигателя
2. Рассчитаем и построим естественную механическую характеристику ω(M) двигателя.
Механическая характеристика для двигательного режима:
,
где .
Для генераторного режима (ω>ω0):
Нм.
Механическая характеристика для генераторного режима:
.
Рассчитаем естественную механическую характеристику, задаваясь значениями скольжения в пределах от s = –1 до s= +1, с последующим переходом от скольжения к скорости по формуле ω = ω0(1–s). Результаты расчета сведем в таблицу 4.
3. Рассчитаем и построим искусственную реостатную механическую характеристику двигателя ω(M), проходящую рабочим участком через точку с координатами [ωc; Мc].
;
.
Номинальная скорость двигателя:
рад/c/
Подставив значение ωн в выражение для момента, полученное ранее, найдем номинальный момент двигателя:
Нм;
Нм; рад/с;
рад/с; рад/с; рад/с; рад/с - значение скорости на естественной характеристике при Нм.
Добавочное сопротивление:
Ом.
Суммарное активное сопротивление фазы ротора:
Ом.
Критическое скольжение с учетом добавочного сопротивления:;
.
Механические характеристики М(ω):
- для двигательного режима.
Для генераторного режима:
.
Рассчитаем искусственную реостатную механическую характеристику, задаваясь значениями скольжения в пределах от s = –1 до s= +1, с последующим переходом от скольжения к скорости по формуле ω = ω0(1–s)