Исследование асинхронных машин (стр. 4 )

Коэффициент полезного действия двигателя в номинальном режиме определяется по формулам 1-7, приведенным выше, где для точки I1н.

Для определения пускового тока Iкн (тока короткого замыкания, соответствующего номинальному напряжению) спрямляем кривую тока I1к и определяем DU (см. рис. 4.7)

,

где U1к определено для Iн, как показано на рис. 4.7.

Перед построением круговой диаграммы составляем таблицу исходных данных, взятых из характеристик холостого хода и короткого замыкания.

Таблица 4.4

Uн В	I10 A	cosj0	I1н А	I1кн А	cosjк	rк Ом	r1 Ом

Построение круговой диаграммы следует вести в такой последовательности (рис. 4.5):

1.  Выбрать масштаб тока mI.

2.  Построить оси координат. Ось ОХ является линией подведенной мощности Р1.

3.  На оси OY отложить отрезок Of, кратный 10, и радиусом Of провести окружность, которая является линией cosj1. Отрезок Of проградуировать от 0 до 1.

4.  На шкале Of отложить отрезок, равный значению cosj10. Через эту точку провести горизонтальную линию до пересечения с линией cosj1 (точка h). Соединить точку h с началом координат и на линии Oh (или на ее продолжении) в выбранном масштабе отложить значение I10 (точка Н).

5.  На линии Of отложить отрезок, равный значению cosj1к. Через полученную точку провести горизонтальную линию до пересечения с линией cosj1 (точка d). Соединить точку d с началом координат и на линии Od (или на ее продолжении) в выбранном масштабе отложить значение I1к (точка К).

6.  Соединить точки Н и К прямой, на середине которой отложить точку М. Прямая НК является линией полезной мощности Р2.

7.  Из точки Н провести прямую, параллельную ОХ. Линия НС является линией мощности холостого хода Р0.

8.  Из точки М восстановить перпендикуляр к линии НК до пересечения с прямой НС в точке О1 (центр окружности).

9.  Из точки О1 радиусом О1Н описать окружность, которая должна пройти через точку К.

10.  Из точки К опустить перпендикуляр на линию ОХ и отметить точки К1 и К2.

11.  Прямую КК2 разделить на две части в отношении КК2/К2К3=rк/r1.

12.  Через точку К3 провести НТ – линию электромагнитного момента.

Для построения линии скольжения поступают следующим образом. Через точку Н провести прямую, параллельную оси OY. От точки Н на линии НТ (или ее продолжении) отложить отрезок, удобно делящийся на 100 частей, и из конца этого отрезка восстановить перпендикуляр к оси ОХ о пересечения с линией НК (или ее продолжением, точка В). Через точку В провести прямую, параллельную оси электромагнитной мощности (линия АВ). Отрезок АВ градуируют от 0 до 1.

Построение рабочих характеристик

с использованием круговой диаграммы

На окружности токов отметить несколько точек (1,2,3,4,5). Эти точки соединить с началом координат. Из отмеченных точек опустить перпендикуляры на ось ОХ и отметить точки пересечения этих перпендикуляров с линиями полезной, электромагнитной, потребляемой мощностей.

Ниже приведен пример определения Р1, Р2, I1, s, cosj1 и т. д. для точки 5.

1.  Из точки 5 опущен перпендикуляр на ОХ и получены точки a, l, g, m.

2.  Из точки Н проведена прямая через точку 5 до пересечения с прямой АВ в точке t.

3.  Точка пересечения прямой О5 (или ее продолжения) с линией cosj1 обозначена n.

При помощи выполненных построений определяют:

-  величину потребляемого тока I1=m1O5, A;

-  подводимую мощность P1=mp5m, Вт, где mp=3UнmI;

-  мощность на валу двигателя P2=mp5а, Вт;

-  коэффициент мощности cosj1 как проекцию отрезка On на шкалу Of;

-  скольжение s как отношение отрезка At к АВ;

Момент на валу М2»mM5a, где mM=mP/2pn1, n1 измеряется в об/с.

Примечание. Точки 1,2,3,4,5 должны быть выбраны таким образом, чтобы I1(т.5)»1,5Iн.

Все величины, определяемые по круговой диаграмме для разных точек, заносят в табл. 4.5, а затем строят рабочие характеристики двигателя.

Таблица 4.5

Точки окружности токов	I1 A	Р1 Вт	Р2 Вт	cosj1 о. е.	s о. е.	M2 Н×м	h %
1 2 3 4 5

Контрольные вопросы

1.  Объясните принцип действия АД.

2.  Как образуется вращающееся магнитное поле в АД? Почему в трехфазном АД магнитное поле вращается, а в трехфазном трансформаторе пульсирует?

3.  Почему скорость вращения АД не может достигать синхронной скорости?

4.  Что называется скольжением? Какова величина скольжения в режимах холостого хода и короткого замыкания? Укажите примерный диапазон номинальных скольжений.

5.  Как изменяется ток в обмотке ротора по величине и по фазе при увеличении скольжения?

6.  От чего зависит величина ЭДС в обмотке ротора? Как изменяется частота этой ЭДС при изменении скольжения?

7.  Почему при изменении частоты вращения ротора МДС ротора остается неподвижной относительно МДС статора?

8.  Изменится ли величина основного магнитного потока при изменении скольжения от 1 до 0?

9.  Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?

10.  Как определить синхронную скорость и число пар полюсов исследуемого АД по паспортным данным? Опытным путем?

11.  Назовите элементы конструкции АД с короткозамкнутым ротором (с фазным ротором).

12.  Каковы особенности конструкции короткозамкнутого ротора (фазного ротора)?

13.  Для чего сердечник статора (ротора) выполняют шихтованным?

14.  На каких участках магнитопровода АД возникают потери при s=1, s=0, s=sном?

15.  Напишите уравнения напряжений АД и объясните их.

16.  Сравните векторную диаграмму АД с векторной диаграммой трансформатора.

17.  Объясните физический смысл параметров схемы замещения. Для чего и как выполняется приведение параметров?

18.  Как определить параметры схемы замещения опытным путем?

19.  Проверьте, отражает ли схема замещения АД процесс преобразования энергии. Какими элементами схемы замещения учитываются следующие составляющие потребляемой мощности: Рэм, Dрэл1, Dрэл2, Dрст1, Dрст2, Рмех?

20.  Какие существуют способы пуска АД с короткозамкнутым ротором (с фазным ротором)?

21.  Почему величина пускового тока существенно превышает номинальное значение? Почему при проектировании двигателей стремятся ограничить пусковые токи?

22.  Как изменяется пусковой ток и момент при переключении обмотки статора со «звезды» на «треугольник»? Что понимается под кратностью пускового тока и пускового момента?

23.  Какое влияние на пусковой ток и пусковой момент оказывает введение в цепь ротора пускового реостата? При каком условии пусковой момент принимает максимальное значение?

24.  Как и для чего проводится опыт холостого хода? Объясните характеристики холостого хода: I10=f(U10), cosj0=f(U10).

25.  Какие потери имеют место в опыте холостого хода? Объясните зависимость P10=f(U10), объясните разделение потерь холостого хода графическим путем.

26.  Почему относительное значение тока холостого хода АД (по отношению к номинальному току) больше, чем в трансформаторе?

27.  Как и с какой целью проводится опыт короткого замыкания? Объясните полученные из опыта короткого замыкания зависимости I1К=f(U1К), cosjК=f(U1К), РК=f(U1К).

28.  Чем отличаются режимы опытного и аварийного короткого замыкания?

29.  Объясните рабочие характеристики АД. Как отличаются рабочие характеристики при соединении обмотки статора «звездой» от характеристик при соединении обмотки статора «треугольником» (напряжение сети неизменно)?

30.  Как влияет на рабочие и пусковые характеристики изменение напряжения? Увеличение воздушного зазора?

[1] .