Коэффициент полезного действия. Известно, что -ц - Р/Ри На круговой диаграмме P-Dbmp; Pi-Damp, тогда

ц = DblDa. (6.40)

Расчет КПД указанным способом дает некоторую погрешность, так как при этом учитываются не все виды потерь, в частности не учитываются добавочные потери. Ошибка тем больше, чем выше КПД. Так, при Т1ном>0,8 ошибка становится недопустимой. Поэтому КПД асинхронных двигателей следует определять, пользуясь выражением (6.21).

Перегрузочная способность двигателя. Отрезок EN в масштабе моментов определяет максимальный момент двигателя, Н-м,

M = m,EN. (6.41)

Если точка D на окружности токов соответствует номинальному режиму работы, то перегрузочная способность двигателя определится отношением отрезков:

Mr,jM = ENlDc. (6.42)

Перегрузочная способность асинхронных двигателей общего назначения равна 1,7-2,4.

Скольжение. Рассчитав электрические потери в обмотке ротора,

P = mJ~r, (6.43)

где /г определяется по круговой диаграмме, А:

rm.HDIc, (6.44)

найдем скольжение двигателя

S = PJP.u, (6.45)

где электромагнитную мощность Рэм определяют по (6.37).

6.4. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Рабочие характеристики асинхронного двигателя представляют собой зависимости тока статора /ь потребляемой мощности Pi, скольжения s, частоты вращения 2, КПД и коэффициента мощности со8ф1 от полезной мощности двигателя Р2.

Для получения требуемых параметров посредством круговой диаграммы задаются рядом значений тока статора, например 0,5 Лном; 0,75 /ihom; Лном; 1,25 /шом, где /шом -номинальный ток статора (5.47).

Используя масштаб тока т определяют отрезки для указанных значений токов, мм:

ODo,5 = m;.0,5/j oM; ODo,75-=/ rO,75/iHOM;

ODi,25 = /ni-l,25/i oM.

Отложив эти отрезки из точки О до пересечения с окружностью токов, получают точки Dq.s; 0,75; Di и Di,2s.

Пользуясь указаниями § 6.3, для каждой из этих точек определяют требуемые параметры, заносят их в табл. 6.1, а затем строят рабочие характеристики асинхронного двигателя.

Как уже отмечалось, упрощенная круговая диаграмма может быть практически использована для получения данных, необходимых для построения рабочих характеристик двигателя, лишь на

Таблица 6.1

участке НЕ окружности токов (для режимов работы, соответствующих скольжению s=0-=-Skp). Но именно этот участок диаграммы даже при больших диаметрах окружности токов является небольшим, а расстояния между линиями полезной, электромагнитной и подведенной мощностей настолько малы, что измерение отрезков между ними связано со значительными погрешностями.

Для устранения этого недостатка при пользовании круговой диаграммой целесообразно, пользуясь принципом подобия, увеличить рабочую часть диаграммы в 2-3 раза и построить ее отдельно (рис. 6.3). При этом, увеличив диаметр окружности токов, необходимо углы между векторами и линиями мощностей сохранить неизменными. При пользовании этой рабочей частью диаграммы масштаб тока. А/мм, нужно изменить, приняв его равным

где mi -масштаб токов на исходной (полной) диаграмме. А/мм;

Рис. 6.3. Рабочий участок упрощенной круговой диаграммы

оЪА*Щ h 15

- 12

- 100-

- 9

- S

- 3

M,H-M

Рис 6 4 Рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигателя с коротко-замкнутым ротором (15 кВт, 380/660 В, 2р=4, 50 Гц)

Рис. 6.5. Уточненная круговая диаграмма трехфазного асинхронного двигателя

Di - диаметр окружности токов на исходной (полной) диаграмме, мм; Di-диаметр окружности токов на рабочем участке диаграммы, мм.

Определение параметров рабочих характеристик с помощью рабочего участка диаграммы осуществляют в соответствии с изложенным выше порядком, но с измененными значениями масштабов тока mi=mi{pi/D i), мощностей mp=miUinoKmi, момента mil = 30 miUinoMmi/nni.

По полученным данным строят рабочие характеристики двигателя (рис. 6.4).

Погрешности рассмотренной круговой диаграммы, обусловленные некоторым упрощением в расчетах параметров схемы замещения с вынесенным намагничивающим контуром (6.24), обычно заметны лишь в двигателях небольшой мощности (Р 1 кВт). Эти погрешности практически устраняются, если центр окружности тока Oi расположить на линии ЯС (рис. 6.5), наклоненной к линии НС под углом 2у, где

у = arcsin (/о rJU ). 6.5. ПУСКОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Активное сопротивление короткого замыкания при пуске двигателя (s=l) с учетом явления вытеснения тока. Ом,

;.n=ci-i+?-2n. (6.46)

где Г2п - активное сопротивление обмотки ротора. Ом, при пуске двигателя, г =npi (в.т/ст + г) (см. § 5.5).

Для учета влияния магнитного насыщения зубцового слоя индуктивные сопротивления рассеяния обмоток статора и ротора представляют состоящими из переменных и постоянных составляющих [1].

Переменные составляющие индуктивных сопротивлений определяются коэффициентами магнитной проводимости рассеяния, которые зависят от насыщения: коэффициентами дифференциального рассеяния статора и ротора и частично коэффициентами пазового рассеяния, связанными с рассеянием клиновой части и шлица пазов статора и ротора, мостиков закрытых пазов ротора.

Постоянные составляющие индуктивных сопротивлений определяются коэффициентами магнитной проводимости, которые не зависят от насыщения: коэффициентами лобового рассеяния обмоток

статора и фазного ротора, коэффициентами рассеяния короткоза-мыкающих колец и рассеяния скоса пазов ротора, частично коэффициентами пазового рассеяния статора и ротора, связанными с рассеянием части паза, занятого собственно обмоткой или стеож-нем.

Переменная составляющая коэффициента пазового рассеяния статора, зависящая от насыщения:

паз трапецеидальный полузакрытый (см. рис. 5.6, а)

nlnep

3ft

паз прямоугольный полуоткрытый (рис. 5.6, б)

nlnep - 7 г в

паз прямоугольный открытый (рис. 5.6, в)

шпер -

Лк1 + hmi и

(6.47)

(6.48)

(6.49)

Здесь k р для двухслойных обмоток с укороченным шагом определяют по рис. 5.13; для однослойных обмоток % = 1.

Переменная составляющая коэффициента проводимости рассеяния статора

1пеР = nlnep + Д1*, (6.50)

где Я,д1 - коэффициент проводимости дифференциального рассея-нйк (5.72).

Перемеиная составляющая коэффициента пазового рассеяния ротора, зависящая от насыщения:

паз овальный полузакрытый (см. рис. 5.7, а)

п2пер - шгшг,

(6.51) (6.52)

паз овальный закрытый (см. рис. 5.7,6 и в) Wp= 1.12-103

где /г - ток в стержне ротора, А, определяется по (5.81); паз бутылочный закрытый (см. рис. 5.7, г)

п2в,пер= 1.12.10з/г 2/4. (6.53)

Переменная составляющая коэффициента проводимости рассеяния ротора

2пер = п2пер + Д2 (6.54)

где Я,д2 определяется по (5.105).

Переменная составляющая индуктивного сопротивления рассеяния двигателя, Ом:

пазы короткозамкнутого ротора овальные полузакрытые или закрытые

(6.55)

пазы короткозамкнутого ротора бутылочные закрытые

пер = (1 1 inep N + il К КпеЛоУ (6.5б)

здесь Xi, Я,2, Я,2о определяют соответственно по (5.78), (5.109) и (5.120); хи Х2, хо-по (5.79), (5.110а) и (5.123). При расчете Кг необходимо учесть коэффициент if в (5.104) по кривой if=/(5) (см. рис. 5.16) для пускового режима (s=l).

Постоянная составляющая индуктивного сопротивления рассеяния двигателя, не зависящая от насыщения. Ом:

пазы короткозамкнутого ротора овальные полузакрытые или закрытые

h -jknep I 2 - 2пер

+ clx;

пазы короткозамкнутого ротора бутылочные закрытые

пост - 1 1

1дер I 2 v 20 адер , 2 v

Г i *о 1--г х

\Snm 4 5п2в

(6.57)

(6.58)

где Хн определяют по (5.121), а 5п2н и 5п2в -по (5.36) и (5.38).

Индуктивное сопротивление ротора Х2п, входящее в (6.55) и (6.57), должно быть рассчитано для пускового режима с учетом вытеснения тока (см. § 5.5). Индуктивное сопротивление короткого замыкания. Ом, для начального пускового режима (s=l) с учетом вытеснения тока и магнитного насыщения с некоторым допущением можно принять

<n~W + .nep- (6-59)

При полузакрытых пазах на роторе ос=0,0825, а при закрытых -0,25. Более точный расчет Хк,п приведен в [1].

На круговой диаграмме (см. рис. 6.2) из точки Оп проводим еще одну полуокружность тока, соответствующую начальному пусковому режиму, диаметром, мм.

(6.60)

На перпендикуляре, восстановленном в точке F, отложим отрезки, мм,

РРх = ГгНР1х ; (6.61)

РР2д = Гк,пЯР/Хк,п. (6.62)

Из точки я через точки f щ и Fn проводим прямые НТи и НКл, являющиеся соответственно линиями электромагнитной мощности (момента) и полезной мощности для пускового режима.

Параметры двигателя по полученной круговой диаграмме определяются следующим образом:

кратность пускового момента

MnlM o = KnG/Dc; (6.63)