Расчет механических характеристик

Механическими характеристиками АД называют зависимости М=f(s) и n=f(M).

Аналитические выражения данных характеристик достаточно сложны, требуют знания многих параметров АД и для практических целей используются редко. Более удобной является так называемая формула Клосса, вполне удовлетворительно описывающая реальную характеристику в пределах изменения скольжения от 0 до критического Sк. Вторая часть характеристики, рассчитанная по формуле Клосса, существенно отличается от реальной. Однако в этой части асинхронные двигатели не работают, и практического значения для анализа задач электропривода она не представляет.

Рисунок 1- Диаграмма потерь и кривые нагрева

Рисунок 2- Механическая характеристика M=f(s)

Рисунок 3- Механическая характеристика n=f(Me)

Для расчета естественной механической характеристики находим:

номинальную частоту вращения, об/мин,

 

, (1.14)

где n1 – синхронная частота вращения, об/мин,

Sн – номинальное скольжение по каталогу, о.е.

об/мин,

номинальный момент, Н·м,

 

, (1.15)

где Рн – номинальная мощность,

 

Н·м,

критическое скольжение, соответствующее максимальному моменту,

, (1.16)

где Sн – номинальное скольжение,

Км – кратность номинального момента.

,

максимальный момент, Н·м,

, (1.17)

 

Н·м.

Задавшись величиной S от 0 до 1,2, можно рассчитать зависимость М=f(s), которую затем легко перевести в координаты n=f(M) по формуле:

 

. (1.18)

Расчет механической характеристики производим по упрощенной формуле Клосса, Н·м,

 

(1.19)

где Км – коэффициент перегрузочной способности,

S – текущее значение скольжения,

Sк – критическое скольжение,

Мн – номинальный момент на валу двигателя, Н·м.

При отсутствии резисторов в цепи ротора имеем естественные характеристики.

Результаты расчета приведены в таблице 1.3,

Таблица 1.3 – Механические характеристики выбранного АД

Исследуемые параметры машины S SН=0,035 0,1 SK=0.168 0,2 SР.К=0,376 0,4 0,8 0,1 0,12
Частота вращения ротора n, об/мин
Моменты М, Н·м:                    
естественная характеристика 233,81 653,00 641.58 730,9 514,914 529,3 298,1 242,1 203,5
реостатная характеристика 121,35 368,93 485.94 615,7 645,247 740,78 571,2 488,8 423,3

Введение добавочного сопротивления в цепь ротора приводит к увеличению критического скольжения, величина максимального момента при этом не изменяется. Иными словами, механическая характеристика смещается вниз, а М=f(s) – вправо. Тем самым при постоянном моменте сопротивления Мс частота вращения несколько снижается.

При реостатной характеристике частота вращения ротора, при заданномΔn=4,5%, об/мин,

 

, (1.20)

 

об/мин,

скольжение, соответствующее данной частоте вращения,

 

, (1.21)

.

Сопротивление ротора выбранного двигателя, Ом,

 

(1.22)

 

Ом,

тогда необходимое добавочное сопротивление, Ом,

 

, (1.23)

 

Ом.

Критическое скольжение на реостатной характеристике,

 

, (1.24)

.