Реферат: Асинхронный двигатель
Рис. 1. Рабочие характеристики спроектированного
двигателя с короткозамкнутым ротором
(Р2ном = 90 кВт, 2р = 4, Uном = 380/660 В, I1ном = 80 А, cos φном = 0,916, ηном = 0,935, sном = =0,0135).
Таблица 2. Сравнение рабочих характеристик.
Харак- | Начальные | Данные спроектированного | Отличие, % | ||
теристика | данные | двигателя | |||
sном | 0,013 | 0,0135 | 3,8 | ||
cosφном | 0,91 | 0,916 | 0,7 | ||
η | 0,93 | 0,935 | 0,5 |
Расчет пусковых характеристик.
Расчет токов с учетом влияния изменения параметров под влиянием эффекта вытеснения тока (без учета влияния насыщения от полей рассеяния)
Расчет проводится по формулам табл. 8,30 в целях определения токов в пусковых режимах для дальнейшего учета влияния насыщения на пусковые характеристики двигателя. Подробный расчет приведен для s = 1.
57. Активное сопротивление обмотки ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока [vрасч = 115 ˚С, ρ115=10ˉ³/20,5 Ом·м, bc/bп=1, f1=50Гц].
по рис. 8.57 для ξ = 2,05 находим φ = 0,95;
по (8.246)
по (8.253), так как b1/2<hr<h1+b1/2
(по п. 45 расчета г’c и r2).
Приведенное сопротивление ротора с учетом влияния эффекта вытеснения тока
58.
Индуктивное сопротивление обмотки ротора с
учетом влияния эффекта вытеснения тока по рис. 8,58 для ξ=2,05
φ΄=kд=0,72; по табл. 8,25, рис. 8,52, а, ж (см. также п.
47 расчета) и по (8,262)
59. Пусковые параметры по (8,277) и (8,278)
60. Расчет токов с учетом влияния эффекта вытеснения тока:
по (8.280) для s = 1
Таблица 3. Расчет токов в пусковом режиме асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока.
Р2ном = 90 кВт, U1 = 380/660 В, 2р = 4, I1ном = 80 А, I’2ном = 76,45 А, х1 = 0,375 Ом, x’2 = =0,401 Ом, r1 = 0,089 Ом, г’2 = 0,071 Ом, х12п = 27,2 Ом, с1п = 1,014, sном = 0,0135.
п/п | Расчетная формула | Размер- | Скольжение | sкр | |||||
ность | 1 | 0,8 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | 0,11 | |||
1 | ξ=63,61hcs½ | 2,05 | 1,83 | 1,45 | 0,92 | 0,65 | 0,68 | ||
2 | φ(ξ) | 0,95 | 0,68 | 0,3 | 0,06 | 0,02 | 0,02 | ||
3 | hr=hc/(1+φ) | мм | 16,5 | 19,17 | 27,77 | 30,38 | 31,57 | 31,57 | |
4 | kr=qc/qr | 1,78 | 1,54 | 1,11 | 1 | 1 | 1 | ||
5 | KR=1+(rc/r2)·(kr-1) | 1,44 | 1,31 | 1,06 | 1 | 1 | 1 | ||
6 | г'2ξ=KR·r'2 | Ом | 0,102 | 0,093 | 0,075 | 0,071 | 0,071 | 0,071 | |
7 | kд=φ'(ξ) | 0,72 | 0,8 | 0,9 | 0,96 | 0,97 | 0,97 | ||
8 | λп2ξ=λп2-Δλп2ξ | 1,92 | 2,02 | 2,14 | 2,22 | 2,23 | 2,23 | ||
9 | Kx=Σλ2ξ/Σλ2 | 0,93 | 0,95 | 0,97 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | ||
10 | x'2ξ=Kx·x'2 | Ом | 0,373 | 0,381 | 0,389 | 0,397 | 0,397 | 0,397 | |
11 | Rп=r1+c1п·(г'2ξ/s) | Ом | 0,192 | 0,207 | 0,241 | 0,449 | 0,809 | 0,743 | |
12 | Xп=x1+c1п·x'2ξ | Ом | 0,753 | 0,761 | 0,769 | 0,778 | 0,778 | 0,778 | |
13 | I'2=U1/(R²п+X²п)½ | А | 489 | 481,8 | 471,5 | 423 | 338,6 | 353,2 | |
14 | I1=I'2[R²п+(Xп+x12п)²]½/ | A | 495,6 | 488,5 | 478,2 | 429,1 | 343,6 | 358,4 | |
/(c1пx12п) |
Расчет пусковых характеристик с учетом влияния вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния.
Расчет проводим для точек характеристик, соответствующих s = 1; 0,8; 0,5; 0,2; 0,1, при этом используем значения токов и сопротивлений для тех же скольжений с учетом влияния вытеснения тока (см. табл. 3). Данные расчета сведены в табл. 4. Подробный расчет приведен для s = 1.
61. Индуктивное сопротивление обмоток. Принимаем kнас = 1,4:
по (8,263)
По рис. 8,61 для ВФδ = 5,08 Тл находим κδ = 0,47.
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения:
по (8.266)
по (8,272)
Коэффициент магнитной проводимости дифференциального рассеяния обмотки статора с учетом влияния насыщения по (8.274)
Индуктивное сопротивление фазы обмотки статора с
учетом влияния насыщения по (8.275)
Коэффициент магнитной проводимости пазового рассеяния обмотки ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока:
по (8.271) (см. п. 47 и 58 расчета)
(для закрытых пазов ротора hш2 = h’ш + hш = 0.7 + 0.3 = 1
мм);
по (8.273)
Коэффициент магнитной проводимости
дифференциального рассеяния ротора с учетом влияния насыщения по (8.274)
Приведенное индуктивное сопротивление фазы
обмотки ротора с учетом влияния насыщения и вытеснения тока по (8.276)
62. Расчет токов и моментов:
по (8.280)
Кратность пускового тока с учетом влияния насыщения и вытеснения тока
Кратность пускового момента с учетом влияния насыщения и вытеснения тока по (8.284)
Полученный в расчете коэффициент насыщения
отличается от принятого kнас = 1,4 на 3,6 %.
Для расчета других точек характеристики задаемся kнас, уменьшенным в зависимости от тока I1 (см. табл. 3);
принимаем при
s = 0.8 kнас = 1,3;
s = 0,5 kнас = 1,2;
s = 0,2 kнас = 1,1;
s = 0.1 kнас = 1.
63. Критическое скольжение определяем после расчета всех точек пусковых характеристик (табл. 4) по средним значениям сопротивлений х1нас и х’2ξнас, соответствующим скольжениям s = 0,2 ÷ 0,1:
по (8.286)
после чего рассчитываем кратность максимального
момента: М*max = 2,4
(см. табл. 4).
Таблица 4. Расчет пусковых характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с учетом эффекта вытеснения тока и насыщения от полей рассеяния
Р2ном = 90 кВт, U1 = 380/660 В, 2р = 4, I1ном = 80 А, I’2ном = 76,45 А, х1 = 0,375 Ом, x’2 = =0,401 Ом, r1 = 0,089 Ом, г’2 = 0,071 Ом, х12п = 27,2 Ом, с1п = 1,014, sном = 0,0135, СN = =1.021.
№ | Расчетная формула | Размер | Скольжение s | sкр | |||||
п/п | ность | 1 | 0,8 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | 0,11 | ||
1 | kнас | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1 | 1,05 | ||
2 | Fп.ср=0,7(I1kнасuп/а) | A | 6643 | 6080 | 5494 | 4519 | 3290 | 4053 | |
(k'+ky1kоб1Z1/Z2) | |||||||||
3 | BФδ=Fп.ср·10ˉ³/1,6δСN | Тл | 5,08 | 4,65 | 4,2 | 3,46 | 2,52 | 3,1 | |
4 | κδ=f(BФδ) | 0,47 | 0,5 | 0,55 | 0,65 | 0,78 | 0,7 | ||
5 | сэ1=(tZ1-bш1)(1-κδ) | мм | 6,5 | 6,15 | 5,54 | 4,31 | 2,71 | 3,69 | |
6 | λп1нас=λп1-Δλп1нас | 1,41 | 1,42 | 1,44 | 1,49 | 1,57 | 1,51 | ||
7 | λд1нас=κδλд1 | 0,69 | 0,74 | 0,81 | 0,96 | 1,15 | 1,03 | ||
8 | х1нас=х1Σλ1нас/Σλ1 | Ом | 0,285 | 0,289 | 0,296 | 0,311 | 0,332 | 0,318 | |
9 | с1п.нас=1+х1нас/х12п | 1,01 | 1,011 | 1,011 | 1,011 | 1,012 | 1,012 | ||
10 | сэ2=(tZ2-bш2)(1-κδ) | мм | 8,96 | 8,45 | 7,61 | 5,92 | 3,72 | 5,07 | |
11 | λп2ξнас=λп2ξ-Δλп2нас | 1,35 | 1,45 | 1,58 | 1,69 | 1,75 | 1,72 | ||
12 | λд2нас=κδλд2 | 0,81 | 0,86 | 0,95 | 1,12 | 1,34 | 1,2 | ||
13 | х’2ξнас=х’2Σλ2ξнас/Σλ2 | Ом | 0,252 | 0,265 | 0,282 | 0,305 | 0,328 | 0,314 | |
14 | Rп.нас=r1+c1п.насr’2ξ/s | Ом | 0,192 | 0,207 | 0,241 | 0,448 | 0,808 | 0,742 | |
15 | Xп.нас=х1нас+с1п.насх’2ξнас | Ом | 0,54 | 0,56 | 0,58 | 0,62 | 0,66 | 0,636 | |
16 | I’2нас=U1/(R²п.нас+Х²п.нас)½ | А | 663 | 636 | 605 | 497 | 364 | 389 | |
17 | I1нас=I’2нас[R²п.нас+(Хп.нас+x12п)²]½/ /(c1п.насх12п) | А | 669,5 | 642 | 611,2 | 502,9 | 368,6 | 393,3 | |
18 | k’нас=I1нас/I1 | 1,35 | 1,31 | 1,28 | 1,17 | 1,07 | 1,1 | ||
19 | I1*=I1нас/I1ном | 7,2 | 6,9 | 6,6 | 5,4 | 4 | 4,2 | ||
20 | М*=(I’2нас/I’2ном)²КR·sном/s | 1,3 | 1,52 | 1,75 | 2,05 | 2,28 | 2,4 |