Міністерство освіти і науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра теоретичної та загальної електротехніки
Розрахунково графічна робота:
“Розрахунок трифазного симетричного кола та параметрів двигуна із короткозамкненим ротором.”
Виконав:
ст. гр. МТТ– 31
Перевірив:
Львів – 2010р.
Завдання:
Трифазний асинхронний двигун із короткозамкненим ротором під’єднаний до трифазної мережі з лінійною напругою U. Паспортні дані двигуна наведені в табл.4.1.
Необхідно:
Вибрати спосіб з’єднання обмоток статора двигуна.
Обчислити активний та реактивний опір фази обмотки статора і нарисувати електричну схему.
Обчислити фазні та лінійні струми, потужності трифазного кола у номінальному режимі. Побудувати комплексну векторну діаграму.
Побудувати механічну характеристику асинхронного двигуна .
Варіанти завдань
Таблиця 1.1
Варіант
U,
B
Uн,
B
Pн,
kВт
nн,
%
Км
Кі
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
380
220
380
220
380
220
380
220
380
220
220
380
380
220
380
380
220
380
380
220
220
380
380
220
220
220/380
220/380
380/220
220/380
220/380
380/220
380/220
600/380
220/380
220/380
220/380
380/220
220/380
600/380
380/220
220/380
600/380
380/220
220/380
600/380
220/380
220/380
380/220
380/220
600/380
5,5
7,5
11,5
15
18,5
22
30
38
45
55
14,2
12,7
6,8
60
16,5
8,1
65
33
3,8
41
6,2
9,1
22,5
33,6
100
2880
1445
975
730
975
1470
2800
980
1455
980
1445
975
730
1470
2800
980
1445
2880
730
975
1470
980
1445
2880
980
89,4
86,2
86,8
87,5
88,8
90,2
88,2
90,6
92
91,2
89,4
90,6
88,2
87,5
89,4
90,6
88,2
87,5
89,4
90,6
87,5
88,2
88,2
89,4
90,6
0,91
0,86
0,75
0,87
0,88
0,94
0,81
0,89
0,92
0,75
0,88
0,91
0,78
0,89
0,93
0,87
0,78
0,84
0,91
0,89
0,79
0.9
0,8
0.92
0,89
2,5
3,1
2,2
2,5
2,8
3,2
3,5
2,7
2,5
3,1
2,5
2,6
2,4
2,8
3,0
2,6
2,5
2,7
2,8
2,5
2,6
2,7
2,8
3,1
3,2
5,8
6,5
5,5
7,2
6,8
6,3
6,5
7,5
6,2
6,0
5,8
6,0
6,1
5,5
5,8
5,7
5,3
5,1
5,0
4,6
4,8
5,9
6,0
5,8
5,0
МЕТОДИЧНІ ПОРАДИ
1. Існують два основних види з’єднання обмоток статора асинхронного двигуна: “зіркою” і “трикутником”. Основним є забезпечення номінальної фазної напруги двигуна. Тому, якщо напруга мережі U дорівнює Uф, то обвитки з’єднанують “трикутником”. Якщо ж , то – “ зіркою”.
2. Кожну з обмоток статора асинхронного двигуна еквівалентуємо послідовно з’єднаними резистором Rф та індуктивним опором Хф (рис.4.1)
а. б.
Рис.1.1. Заступна схема статорної обмотки асинхронного двигуна при сполученні фаз зіркою (а) і трикутником (б).
Наближено параметри Rф, Хф визначають за паспортними даними двигуна:
(1.1)
А також визначаємо параметри заступної схеми двигуна:
У наведеному на рис.1.1 симетричному трифазному колі значення фазного струму визначається за формулою:
(1.2)
Лінійні струми при з’єднанні фаз двигуна “зіркою” дорівнюють фазним (), а при з’єднанні “трикутником” – у раз більші за фазні ().
В моєму випадку струми рівні тоді з’днання буде в виді “трикутника”
Потужність симетричного споживача знаходимо як потроєну потужність однієї з фаз
(1.3)
відтак
(1.4)
Векторна діаграма напруг та струмів зображена на рис.1.2а при з’єднанні фаз двигуна “зіркою”, а на рис.4.2б – при з’єднанні “трикутником”.
а) б)
Рис.1.2 Векторна діаграма напруг та струмів
Тут побудовано фазні напруги мережі , що відстають за фазою одна відносно іншої на кут 120˚. Струми фаз будуть однакові за діючим значенням і відставатимуть за фазою від відповідних напруг на однаковий кут
(1.5)
Функція називається механічною характеристикою асинхронного двигуна (рис.1.2а). Практично використовують характеристику . Частота обертання ротора , тому при сталій синхронній частоті , це є механічна характеристика (рис.1.2б).
б) а)
Рис.1.2. Механічна характеристика асинхронного двигуна.
Характерними є точки характеристики, які відповідають режимам пуску (Мп; s=1) та максимального моменту (Ммакс; sк). Номінальний режим характеризується номінальним моментом на валу двигуна
(1.6)
та номінальним ковзанням
(1.7)
де – синхронна частота асинхронного двигуна.
Тут p – кількість пар полюсів. Для промислової частоти () залежність синхронної частоти від кількості пар полюсів наведено в табл.4.2
Табл.1.2
р
1
2
3
4
n1, об/хв
3000
1500
1000
750
На практиці механічну характеристику асинхронного двигуна будують за наближеною формулою Клосса:
(1.8)
де максимальний момент асинхронного двигуна, який визначається із співвідношення
критичне ковзання.
Для побудови характеристики необхідно змінювати ковзання від 0 до 1. Результати занести в табл.4.3.
Табл.1.3
s
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
n2
999
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
M
0
174,93
156,92
122,65
97,89
80,71
68,40
59,23
52,18
46,99
42,07
По Х відкладаємо значення N2;
ПоУ відкладаємо значення М.