ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 204
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Она также делится на устойчивую и неустойчивую части. В пределах устойчивой части характеристики (АВ) действует принцип саморегулирования двигателя: при увеличении момента нагрузки на валу двигателя число оборотов двигателя уменьшается, скольжение увеличивается, увеличивается и ток, а с ним и момент вращения до уравнения его с моментом сопротивления.
В неустойчивой части, характеристики (ВС) при увеличении момента сопротивления и уменьшении числа оборотов момент также уменьшается и двигатель останавливается. Для оценки пусковых свойств асинхронных двигателей учитывается отношение начального пускового момента Mпуск к номинальному МH, т. е.
Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором мощностью более 100 кет кратность начального пускового момента kНЧне должна быть ниже 0,7 и достигает практически 1,5.
§ 9.9. Круговая диаграмма асинхронного двигателя
Рабочие характеристики асинхронного двигателя могут быть построены по круговой диаграмме. Круговая диаграмма с достаточной точностью позволяет проследить характер изменения основных параметров двигателя при изменении его нагрузки Р2 и получить их численные значения.
При прохождении тока I по простейшей электрической цепи, состоящей из постоянного по величине индуктивного сопротивления х (рис. 9.10, а) и переменного активного сопротивления г, на участках цепи создается падение напряжения, имеющее активную Ua=Irи индуктивную UL=Ixсоставляющие. Векторы падений напряжений образуют прямоугольный треугольник напряжений ABC(рис. 9.10, б) с постоянной гипотенузой АС=U. Из геометрии известно, что вершина прямоугольного треугольника В лежит на окружности, описанной на диаметре АС и являющейся геометрическим местом точек
В.
Рис. 9.10. Основа построения круговой диаграммы
Если стороны прямоугольного треугольника ABCразделить на х, то будет получен треугольник HDC, являющийся треугольником токов (рис. 9.10, в). Вектор HDявляется вектором тока I.
Конец вектора HD=Iпри изменении величины активного сопротивления r(U=const, x=const) описывает окружность HDCкруга токов.
Вектор напряжения Uоткладывается в положительном направлении оси ординат. Вектор тока HD=Iобразует с напряжением Uуглы
и т. д. в зависимости от нагрузки.
При r=оо ток I=0 и угол
=0; при r=0 (чисто индуктивная нагрузка) ток I=НС = U/x и отстает от напряжения Uна 90°.
На рис.9.5 была приведена схема замещения асинхронного двигателя. При построении круговой диаграммы обычно пользуются преобразованной схемой замещения, в которой намагничивающий контур выделен в самостоятельную цепь (рис.9.11). Рабочий и намагничивающий контуры независимы друг от друга, к их зажимам приложено напряжение U1. По рабочему контуру протекает ток I2', по намагничивающему контуру - ток I0.
Рис. 9.11. Схема замещения асинхронного двигателя с выделенным намагничивающим контуром
Работа намагничивающего контура определяется векторной диаграммой, приведенной на рис. 9.12, а. Индуктивное сопротивление намагничивающего контура несравненно больше активного. Угол
близок к 90е
. Рабочий контур схемы замещения подобен схеме, изображенной на рис. 9.5. Этот контур содержит индуктивное сопротивление x2'+x1и переменное активное сопротивление r1= r2'/s.
При изменении величины скольжения s меняется геометрическое место точек вектора тока на окружности
Рис. 9.12. Круг токов
Круговая диаграмма представляет собой совмещение диаграмм рабочего и намагничивающего контуров (рис. 9.12, б). На приведенной диаграмме потребляемый двигателем ток равен геометрической сумме токов I1=Io+(- I2')-
Круговая диаграмма строится на основании опытов холостого хода и короткого замыкания.
При проведении опыта холостого хода (рис. 9.13) двигатель работает вхолостую. Параметры холостого хода I0 и P0снимают при
Рис. 9.13. Опыт холостого хода асинхронного двигателя
различных значениях подводимого напряжения, которое изменяется от 0,5 до 1,2 (/„, с помощью поворотного трансформатора ПТ. Обычно круговая диаграмма строится при Ui=Uia. По показаниям измерительных приборов получают значения /0 и Ро для напряжения U1н, подводимого к обмотке статора. По полученным данным вычисляют
Опыт короткого замыкания проводят по схеме, изображенной на рис. 9.13, но при заторможенном роторе и замкнутой накоротко его обмотке; напряжение при этом понижается до (0,15—0,25) UH. Проводить опыт короткого замыкания при номинальном напряжении нельзя, так как в этом случае ток короткого замыкания /к 3 может составить (7
4) Iн.
Мощность короткого замыкания РКЗ. определяется по показанию ваттметра при напряжении UКЗ при котором ток Iк.3 = Iн
Полученные данные Iк.3 и PК.Зпересчитывают на номинальное напряжение:
С
опротивления гК3 и хКЗ считаются неизменными, 
при пересчете также не меняется и определяется по формуле.
Построение линии тока. Для построения круговой диаграммы используются данные опытов холостого хода и короткого замыкания: ток холостого хода I0 при номинальном напряжении и частоте; мощность при холостом ходе P0; фазный ток статора короткого замыкания IКЗ при номинальном напряжении, полученный при пересчете по формуле
п
отери короткого замыкания при номинальных напряжении и частоте, полученные в результате пересчета по формуле
сопротивление фазы обмотки статора r1приведенное к рабочей температуре.
Построение начинают с вектора U1приложенного к двигателю напряжения, который откладывают по оси ординат (рис. 9.14). Задаются масштабом тока и под углом
к вектору напряжения U1 проводят вектор тока холостого хода IО=0H, а под углом 
— вектор тока короткого замыкания IКЗ.=ОК. Точки Н(конец вектора тока IО) и К (конец вектора
IК.З Н) соединяют прямой линией НК и из ее середины, точки М, опускают перпендикуляр до пересечения с линией НС, проведенной из точки Н параллельно оси абсцисс. Точка О1 пересечения перпендикуляра MО1с основанием НС является центром окружности токов, из которого радиусом О1Н строят окружность токов.
Рис9.14 построение круговой диаграммы
Для определения величин токов из точки О в выбранном масштабе откладывают вектор ODтока нагрузки IH. При изменении нагрузки точка D(конец вектора OD) перемещается по окружности НК. При холостом ходе точка Dсовмещается с точкой Н, а при коротком замыкании — с точкой К..
Если точку D соединить с точкой Н, то получится треугольник токов ODH. Из этого треугольника, зная масштаб токов mi определяют ток I2'=HD- Если же из точки Dопустить перпендикуляр. на ось абсцисс ОЕ, то из прямоугольного треугольника ODaопределяют активную составляющую тока I1a= miDaи реактивную составляющую тока I1p=mi0а.
Построение линий мощности. Подведенная к двигателю мощность P1определяется по формуле P1=
. Если U1=const, a 
, то подведенная мощность пропорциональна активной составляющей тока статора (P1=I
В неустойчивой части, характеристики (ВС) при увеличении момента сопротивления и уменьшении числа оборотов момент также уменьшается и двигатель останавливается. Для оценки пусковых свойств асинхронных двигателей учитывается отношение начального пускового момента Mпуск к номинальному МH, т. е.
Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором мощностью более 100 кет кратность начального пускового момента kНЧне должна быть ниже 0,7 и достигает практически 1,5.
§ 9.9. Круговая диаграмма асинхронного двигателя
Рабочие характеристики асинхронного двигателя могут быть построены по круговой диаграмме. Круговая диаграмма с достаточной точностью позволяет проследить характер изменения основных параметров двигателя при изменении его нагрузки Р2 и получить их численные значения.
При прохождении тока I по простейшей электрической цепи, состоящей из постоянного по величине индуктивного сопротивления х (рис. 9.10, а) и переменного активного сопротивления г, на участках цепи создается падение напряжения, имеющее активную Ua=Irи индуктивную UL=Ixсоставляющие. Векторы падений напряжений образуют прямоугольный треугольник напряжений ABC(рис. 9.10, б) с постоянной гипотенузой АС=U. Из геометрии известно, что вершина прямоугольного треугольника В лежит на окружности, описанной на диаметре АС и являющейся геометрическим местом точек
В.
Рис. 9.10. Основа построения круговой диаграммы
Если стороны прямоугольного треугольника ABCразделить на х, то будет получен треугольник HDC, являющийся треугольником токов (рис. 9.10, в). Вектор HDявляется вектором тока I.
Конец вектора HD=Iпри изменении величины активного сопротивления r(U=const, x=const) описывает окружность HDCкруга токов.
Вектор напряжения Uоткладывается в положительном направлении оси ординат. Вектор тока HD=Iобразует с напряжением Uуглы
и т. д. в зависимости от нагрузки.При r=оо ток I=0 и угол
=0; при r=0 (чисто индуктивная нагрузка) ток I=НС = U/x и отстает от напряжения Uна 90°.На рис.9.5 была приведена схема замещения асинхронного двигателя. При построении круговой диаграммы обычно пользуются преобразованной схемой замещения, в которой намагничивающий контур выделен в самостоятельную цепь (рис.9.11). Рабочий и намагничивающий контуры независимы друг от друга, к их зажимам приложено напряжение U1. По рабочему контуру протекает ток I2', по намагничивающему контуру - ток I0.
Рис. 9.11. Схема замещения асинхронного двигателя с выделенным намагничивающим контуром
Работа намагничивающего контура определяется векторной диаграммой, приведенной на рис. 9.12, а. Индуктивное сопротивление намагничивающего контура несравненно больше активного. Угол
близок к 90е
. Рабочий контур схемы замещения подобен схеме, изображенной на рис. 9.5. Этот контур содержит индуктивное сопротивление x2'+x1и переменное активное сопротивление r1= r2'/s.
При изменении величины скольжения s меняется геометрическое место точек вектора тока на окружности Рис. 9.12. Круг токов
Круговая диаграмма представляет собой совмещение диаграмм рабочего и намагничивающего контуров (рис. 9.12, б). На приведенной диаграмме потребляемый двигателем ток равен геометрической сумме токов I1=Io+(- I2')-
Круговая диаграмма строится на основании опытов холостого хода и короткого замыкания.
При проведении опыта холостого хода (рис. 9.13) двигатель работает вхолостую. Параметры холостого хода I0 и P0снимают при
Рис. 9.13. Опыт холостого хода асинхронного двигателя
различных значениях подводимого напряжения, которое изменяется от 0,5 до 1,2 (/„, с помощью поворотного трансформатора ПТ. Обычно круговая диаграмма строится при Ui=Uia. По показаниям измерительных приборов получают значения /0 и Ро для напряжения U1н, подводимого к обмотке статора. По полученным данным вычисляют
Опыт короткого замыкания проводят по схеме, изображенной на рис. 9.13, но при заторможенном роторе и замкнутой накоротко его обмотке; напряжение при этом понижается до (0,15—0,25) UH. Проводить опыт короткого замыкания при номинальном напряжении нельзя, так как в этом случае ток короткого замыкания /к 3 может составить (7
4) Iн.
Мощность короткого замыкания РКЗ. определяется по показанию ваттметра при напряжении UКЗ при котором ток Iк.3 = Iн
Полученные данные Iк.3 и PК.Зпересчитывают на номинальное напряжение:
С
опротивления гК3 и хКЗ считаются неизменными, при пересчете также не меняется и определяется по формуле.Построение линии тока. Для построения круговой диаграммы используются данные опытов холостого хода и короткого замыкания: ток холостого хода I0 при номинальном напряжении и частоте; мощность при холостом ходе P0; фазный ток статора короткого замыкания IКЗ при номинальном напряжении, полученный при пересчете по формуле
п
отери короткого замыкания при номинальных напряжении и частоте, полученные в результате пересчета по формуле сопротивление фазы обмотки статора r1приведенное к рабочей температуре.
Построение начинают с вектора U1приложенного к двигателю напряжения, который откладывают по оси ординат (рис. 9.14). Задаются масштабом тока и под углом
к вектору напряжения U1 проводят вектор тока холостого хода IО=0H, а под углом — вектор тока короткого замыкания IКЗ.=ОК. Точки Н(конец вектора тока IО) и К (конец вектора
IК.З Н) соединяют прямой линией НК и из ее середины, точки М, опускают перпендикуляр до пересечения с линией НС, проведенной из точки Н параллельно оси абсцисс. Точка О1 пересечения перпендикуляра MО1с основанием НС является центром окружности токов, из которого радиусом О1Н строят окружность токов.
Рис9.14 построение круговой диаграммы
Для определения величин токов из точки О в выбранном масштабе откладывают вектор ODтока нагрузки IH. При изменении нагрузки точка D(конец вектора OD) перемещается по окружности НК. При холостом ходе точка Dсовмещается с точкой Н, а при коротком замыкании — с точкой К..
Если точку D соединить с точкой Н, то получится треугольник токов ODH. Из этого треугольника, зная масштаб токов mi определяют ток I2'=HD- Если же из точки Dопустить перпендикуляр. на ось абсцисс ОЕ, то из прямоугольного треугольника ODaопределяют активную составляющую тока I1a= miDaи реактивную составляющую тока I1p=mi0а.
Построение линий мощности. Подведенная к двигателю мощность P1определяется по формуле P1=
. Если U1=const, a , то подведенная мощность пропорциональна активной составляющей тока статора (P1=I