Асинхронные электродвигатели (страница 1)

Электромагнитные процессы в электрической и магнитной цепях асинхронной машины при холостом ходе

1. Задача, рассматривающая электромагнитные процессы асинхронной машины при холостом ходе, связана с расчетом магнитной цепи асинхронной машины. Покажем схематически фрагмент поперечного сечения асинхронной машины, соответствующий 1/(2/р) = 1/4 части всего сечения (рис. 7). Изобразим среднюю линию магнитного поля взаимной индукции и отметим на ней длины пяти основных участков, указанных в задаче.
Числовые значения величин: 2р = 4; сталь 2013;

Определить:

Решение:
Амплитуда МДС, образующая поток взаимной индукции, Магнитное напряжение зазора

Для расчета остальных составляющих искомой амплитуды МДС необходимо определить значения напряженности поля Н, соответствующие заданным значениям индукции В. Для этого воспользуемся основной кривой намагничивания заданной стали 2013 из таблицы 1.

Таблица 1. Данные основной кривой намагничивания электротехнической стали 2013


В, Тл	0	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
В, Тл	Н, А/м
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4	56 63 70 78 88 99 110 125 141 200 300 620 1700 3400 7000 13000 20700 60000 130000 210000 290000	56 63 70 79 89 100 111 126 146 210 320 670 1860 3700 7500 13600 22600 67000 138000 218000 298000	57 64 71 80 90 101 113 127 152 220 350 780 2020 4000 8000 14200 24400 74000 146000 226000 306000	58 65 72 81 91 102 114 128 158 230 380 890 2180 4300 8500 14800 26300 81000 154000 234000 314000	59 66 73 82 92 103 115 129 164 240 410 1000 2340 4700 9200 15600 28100 88000 162000 242000 322000	60 67 74 83 93 104 117 132 170 250 430 1130 2500 5000 10000 16500 30000 95000 170000 250000 330000	60 67 74 84 94 105 118 133 176 260 460 1240 2700 5400 10600 17300 36000 102000 178000 258000 338000	61 68 75 85 95 106 120 134 182 270 500 1350 2800 5800 11200 18100 42000 109000 186000 266000 346000	61 68 76 86 96 107 121 136 188 280 540 1460 3000 6200 11800 18900 48000 116000 194000 274000 354000	62 69 77 87 97 108 123 138 194 290 580 1580 3200 6600 12400 19800 54000 123000 202000 282000 362000


для	напряженность поля

Магнитные напряжения в зубцах машины: При определении магнитных напряжений в ярмах необходимо учесть непостоянство напряженности поля вдоль длины участка с помощью коэффициента , определяемого по таблице согласно зависимости :


ЗАВИСИМОСТЬ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В СТАТОРЕ (РОТОРЕ) АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ
	0,57	0,54	0,5	0,46	0,4	0,33
	1	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5

Амплитуда МДС: Такое последовательное определение суммарной МДС позволяет оценить роль каждой составляющей.
Магнитное напряжение воздушного зазора от суммарной МДС составляет Реактивная составляющая тока холостого хода Ответ:

Аналитическое и графическое определение электромеханических характеристик асинхронных машин

3. Решение задачи требует умения пользоваться основными соотношениями, которые определяют электромеханические характеристики асинхронной машины.
Числовые значения величин:

Определить .Решение:
Для определения приведенного активного сопротивления воспользуемся выражением для механической характеристики асинхронного двигателя Условие задачи позволяет вычислить , а неизвестную величину можно получить из выражения для максимального электромагнитного момента асинхронного двигателя С учетом сказанного определим угловую скорость вращения двигателя н номинальную угловую скорость ротора: Номинальное скольжение Пренебрегая механическими и добавочными потерями найдем номинальный электромагнитный момент двигателя Максимальный момент определим из заданной кратности Индуктивное сопротивление рассеяния машины Искомая величина является решением квадратного уравнения
откуда Ответ:

3. Задача относится к графическому определению электромеханических характеристик асинхронной машины с помощью круговой диаграммы и связана с ее построением по опытным данным двух режимов - холостого хода и короткого замыкания.
Числовые значения величин:

Определить: Решение:
Для построения круговой диаграммы необходимо данные опыта короткого замыкания привести к номинальному напряжению. Ток и мощность короткого замыкания , приведенные к номинальному напряжению: Сопротивление обмотки статора, приведенное к расчетной температуре 75 °С, Угловая скорость вращения Мощность идеального холостого хода в пренебрежении механическими потерями равна .
Построим круговую диаграмму, для чего начало координат временной комплексной функции поместим в левый нижний угол листа формата 200x170 мм (точка 0 на рис. 8). Направив действительную ось по вертикали, отложим на ней вектор .

Выберем масштаб тока так, чтобы вектор тока помещался на формате листа. В нашем случае .
В соответствии с выбранным масштабом тока масштаб мощности
Масштаб момента, определяемый через масштаб мощности,
Принимая, что точки идеального и реального холостого хода одинаковы, построим точку идеального холостого хода (s = 0). Для этого по вертикали от горизонтальной оси отложим отрезок и проведем линию, параллельную горизонтальной оси. В нашем случае эти линии совпадают. Из точки О радиусом делаем засечку на проведенной горизонтали. Полученная таким образом точка определяет положение вектора .
Чтобы определить положение диаметра окружности токов, необходимо из точки провести прямую под углом к горизонтали: Зная величину , линию диаметра удобно провести как гипотенузу прямоугольного треугольника с одним катетом, численно равным 3 мм, а другим - 100 мм.
Построим вектор начального пускового тока . Для этого по вертикали от оси ОХ отложим отрезок и проведем линию параллельно горизонтальной оси. Из полюса О радиусом сделаем засечку на проведенной горизонтали. Полученная таким образом точка определит на диаграмме положение вектора .
Построим окружность токов, для чего точку соединяем с точкой . Из середины полученной хорды восстановим перпендикуляр до пересечения с линией диаметра в точке , которая является центром окружности токов , а по отношению к полюсу О - кругом токов . Определим диаметр круговой диаграммы .
Определим точку Н, соответствующую . Для этого проведем прямую под углом к диаметру : Определим искомые величины. Точки , характеризующие режимы работы асинхронной машины, определяют положение характерных линий круговой диаграммы — линий мощностей:
— линия электромагнитной мощности или электромагнитного момента; — линия механической мощности; ОВ — линия первичной мощности.
Чтобы найти величины, характеризующие номинальный режим нагрузки двигателя, отложим отрезок , определяющий на диаграмме положение точки А соответствующий номинальному режиму. Опустим из точки перпендикуляры на линии и OB определим коэффициент мощности, скольжение и частоту вращения: Для более точного определения необходимо использовать шкалу скольжения.
Определим максимальный электромагнитный момент. Для этого проведем касательную к окружности, параллельную линии электромагнитной мощности. Из точки касания К опустим перпендикуляр к диаметру , тогда Номинальный электромагнитный момент Ответ:

Смотри полное содержание по представленным решенным задачам.