ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 388
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Расчет пусковых характеристик. Пусковые свойства асинхронных двигателей характеризуются начальным пусковым и максимальным моментами и начальным пусковым током. В двигателях с фазными роторами начальный момент и пусковой ток определяются сопротивлением пускового реостата. В двигателях с короткозамкнутыми роторами значения моментов и начального тока зависят от соотношений параметров. Кроме того, важным показателем пусковых свойств короткозамкнутого двигателя является значение минимального момента. Уменьшение момента в процессе разгона двигателя может произойти в связи с изменением соотношения параметров при уменьшении скольжения.
Стандарты на асинхронные двигатели устанавливают наименьшие допустимые относительные значения моментов и наибольшие относительные значения начальных пусковых токов для выпускаемых асинхронных машин в зависимости от их мощности, исполнения и числа пар полюсов. Для короткозамкнутых двигателей регламентируются значения всех перечисленных выше моментов и тока, а для двигателей с фазными роторами — только значения максимальных моментов, т. е. перегрузочная способность двигателей.
В табл. 9.31 приведены допустимые относительные значения моментов и начального пускового тока двигателей с короткозамкнутыми роторами серии 4А. Спроектированная заново асинхронная машина на базе серии 4А должна иметь пусковые характеристики, удовлетворяющие этим требованиям. В технических условиях или в заданиях на проектирование специальных асинхронных двигателей могут быть поставлены более жесткие требования к этим величинам.
В практике расчетов часто ограничиваются определением только двух точек характеристик: начального пускового и максимального моментов и начального пускового тока. Такой расчет дает лишь приближенные сведения о пусковых свойствах двигателя и может привести к
Таблица 9.31. Кратность начальных пусковых моментов М*п токов I*п асинхронных двигателей
| Исполнение | 2р | Высота оси вращения, мм | |||||
| ≤ 132 | 160-250 | ≥ 280 | |||||
| М*п | I*п | М*п | I*п | М*п | I*п | ||
| IP44 | 2 | 1,7-2 | 6,5-7,5 | 1,2-1,4 | 7-7,5 | 1-1,2 | 6,5-7 |
| 4 | 2-2,2 | 5-7,5 | 1,2-1,4 | 6,5-7,5 | 1,2-1,3 | 5,5-7 | |
| 6 | 2-2,2 | 4-6,5 | 1,2-1,3 | 5-6,5 | 1,4 | 5,5-6,5 | |
| 8 | 1,6-1,9 | 4-5,5 | 1,2-1,4 | 5,5-6 | 1,2 | 5,5-6,5 | |
| 10 | - | - | 1,2 | 6 | 1 | 6 | |
| 12 | - | - | - | - | 1 | 6 | |
| IP23 | 2 | - | - | 1,2-1,3 | 7,0 | 1,2 | 6,5-7 |
| 4 | - | - | 1,2-1,3 | 6,5 | 1,2 | 6,0-7 | |
| 6 | - | - | 1,2 | 6-7 | 1,2 | 6 | |
| 8 | - | - | 1,2-1,3 | 5,5-6,0 | 1,2 | 5,0-5,5 | |
| 10 | - | - | - | - | 1 | 5,5 | |
| 12 | - | - | - | - | 1 | 5,5 | |
Примечание. Некоторые двигатели малой мощности с высотой оси вращения h ≤ 80 мм выполняются с уменьшенной кратностью начального пускового тока.
погрешности при определении перегрузочной способности из-за неточности определения критического скольжения. Поэтому при проектировании целесообразно рассчитывать полные пусковые характеристики, т. е. зависимости М* = f(s) и I* = f (s) для всего диапазона изменения скольжении от s = 1 до значения, соответствующего режиму, близкому к номинальному.
Расчет пусковых характеристик затруднен необходимостью учета изменений параметров, вызванных эффектом вытеснения тока и насыщением от полей рассеяния, так как при больших скольжениях токи в обмотках статора и ротора короткозамкнутых двигателей могут превышать свое минимальное значение в 7-7,5 раза (см. табл. 9.31).
В то же время при больших токах увеличивается падение напряжения на сопротивлении обмотки статора, что вызывает уменьшение ЭДС и снижение основного потока. Для учета этих факторов необходимо применение ЭВМ [6]. При ручном счете используют следующий упрощенный метод.
Учитывая, что индуктивное сопротивление взаимной индукции x12 с уменьшением насыщения магнитопровода увеличивается, в расчете пусковых характеристик для скольжений s ≥ 0,1...0,15 оно может быть принято равным:
(9.277)He внося большой погрешности, в расчетных формулах пусковых режимов пренебрегают сопротивлением r12. Это оправдано при токах, заметно превышающих номинальный, так как электрические потери в обмотках, возрастающие пропорционально квадрату тока, многократно превышают потери в стали, для учета которых в схему смещения введен параметр r12.
При этих допущениях коэффициент
с1П = 1 + x1 /x12П (9.278)
и сопротивление правой ветви Г-образной схемы замещения (см. рис. 9.55)
ZВЕТВИ = с1П (Rп + jXП), (9.279)
где для упрощения расчетных формул в отличие от обозначений в расчете рабочих характеристик принято
(9.280)
Ток в обмотке ротора
(9.281)Сопротивление всей схемы замещения для пусковых режимов
(9.282)Из (9.279)— (9.282)
(9.283)Характеризующие пусковые данные машины кратность тока и момента при заданном s
(9.284)Полученные выражения (9.281) — (9.284) дают возможность рассчитать токи и моменты во всем диапазоне изменения скольжения от s = 1 до s = 0,1.
Расчет рекомендуется проводить в последовательности, определенной в формуляре (табл. 9.32) для пяти-шести точек характеристик в указанном диапазоне изменения скольжения.
Таблица 9.32. Формуляр расчета пусковых характеристик асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором с учетом влияния эффекта вытеснения тока
Р2ном = ... кВт; U1ном = ... В; 2р = ...; I1ном = ... А;
I'2ном =… A; x1 = ... Ом; x'2 = ... Ом; х12п = ... Ом;
с1п = ...; r1 = ... Ом; r'2 = ... Ом; sном =...
| № п/п | Расчетная формула | Единица величины | Скольжение s |
| 1 0,8…….. s = sкр | |||
| 1 |  | — | |
| 2 |  | — | |
| 3 |  | мм | |
| 4 |  | — | |
| 5 |  | — | |
| 6 |  | Ом | |
| 7 |  | — | |
| 8 |  | — | |
| 9 |  | — | |
| 10 |  | Ом | |
| 11 |  | Ом | |
| 12 |  | — | |
| 13 |  | — | |
| 14 |  | А | |
| 15 |  | — | |
| 16 |  | — | |
Для двигателей, полный ток паза которых I1пaзa = I1 uП /
a в пусковых режимах превышает 400 А, необходимо учесть влияние насыщения от полей рассеяния на пусковые характеристики. Для этого в расчетах используют уменьшенные в результате насыщения значения сопротивлений обмоток x1нac и х/2ξнас а также коэффициента
с1п.нас = 1 + Х1нас / х12п. (9.285)
Степень влияния поля рассеяния на х1 и x'2ξ зависит от токов в обмотках, но, в свою очередь, от этих сопротивлений существенно зависят токи статора и ротора. Поэтому прямой расчет x1нac и х/2ξнас до получений пусковых характеристик невозможен. Значения x1нac и х/2ξнас находят для каждого из назначенных скольжений методом последовательных приближений. Как известно, объем расчета этим методом зависит от правильного первоначального задания искомой величины. Для данного расчета хорошие результаты дает следующий практический метод задания токов.
Первоначально рассчитывают пусковые токи при s = 1 для значений x1, х'2ξ и c1П, полученных без учета насыщения (см. табл. 9.32). Далее задаются коэффициентом увеличения тока от насыщения зубцовой зоны полями рассеяния kнас. Ориентировочно для двигателей, полный ток паза которых в пусковом режиме превышает 2000...2500 А, можно принять kнас = 1,4...1,5; при полном токе паза, близком к 1000 A, kнас = 1,15... 1,2. Напомним, что полный ток паза I1пaзa = I1 uП /a рассчитывается в данном случае по току статора, полученному в расчете без учета влияния насыщения для скольжения s = 1 (табл. 9.32).
Далее по (9.275), (9.276) и (9.285) рассчитывают x1нac, х/2ξнас и c1п нас и повторяют расчет токов, вводя полученные значения в расчетные формулы. Если расхождение полученного k'нас и принятого первоначально kнас не превышает 10...15 %, то расчет для s = 1 считают законченным. При больших расхождениях корректируют первоначальное задание kнас и повторяют расчет.
Для уменьшения объема расчета других точек характеристик поступают следующим образом.
Учитывая, что обычно насыщение зубцов полями рассеяния не сказывается на параметрах при токах I