ДИАГРАММЕ

 

Для определения на круговой диаграмме точки, соответствующей номинальному режиму работы двигателя из точки О в масштабе тока откладывают отрезок ОD = . (- номинальный фазный ток обмотки статора, его значение задает преподаватель). Соединив точку D на окружности токов с точкой Н, получают треугольник токов ОDН, в котором ОD×, НD×, ОН . Опустив перпендикуляр из точки D на ось + j (отрезок DЕ), получают треугольник ОDЕ, в котором DЕ×- активная составляющая тока , а ОЕ×- реактивная составляющая тока .

Для построения рабочих характеристик определяют данные для шести точек на окружности токов:

1 – соответствует точке холостого хода (точка Н);

2,3,4– равномерно расположенные по дуге НD;

5 – соответствует номинальному режиму (точка D);

6 – соответствует работе двигателя с небольшой перегрузкой

Результаты расчетов по приведенным ниже рекомендациям записывают в табл. 3.1.4.

 

3.1.8.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ

И ПОЛЕЗНОЙ МОЩНОСТЕЙ

 

Потребляемая активная мощность

, Вт. (3.1.15)

Эта мощность, определяемая из круговой диаграммы DЕ×, где DE- перпендикуляр на ось + j. Ось + j называют линией потребляемой мощности (0).

Полезную мощность на круговой диаграмме отсчитывают отрезком сD на перпендикуляре Dа, проведенным к диаметру HA из точки D. Точка с лежит на прямой, соединяющей точки на окружности токов, в которых полезная мощность равна нулю. Одной из них является точка холостого хода Н, так как в режиме холостого хода полезная мощность с вала не снимается, другой – точка короткого замыкания С, в которой также полезная мощность отсутствует, так как ротор заторможен. Таким образом, линия НС является линией полезной мощности =0. Для точки D полезная мощность определяется выражением =cD×, где cD – отрезок перпендикуляра Da между точкой D на окружности токов и линией полезной мощности; точка c представляет собой точку пересечения перпендикуляра Da с линией полезной мощности НС. Линия НВ на круговой диаграмме, соединяющая точки Н (s=0) и В (s =± ¥) является линией электромагнитной мощности (Р_ЭМ=0). Для режима работы двигателя в точке D на окружности токов электромагнитная мощность равна =bD×, где bD – отрезок перпендикуляра Da между точкой D окружности токов и линией электромагнитной мощности.

 

3.1.8.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ И ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА

 

Скольжение s на круговой диаграмме определяют по шкале скольжений, для построения которой из точки Н проводят касательную НG к окружности токов. Из произвольной точки Q на прямой НG проводят линию параллельную линии электромагнитной мощности до пересечения с продолжением линии полезной мощности в точке R. Отрезок QR представляет шкалу скольжений в режиме двигателя (0< s<1).

Для работы двигателя в точке D скольжение определяют продолжением вектора тока (-), т.е. отрезка НD, до пересечения со шкалой скольжения в точке S.

Скольжение определяют как s=QS/QR. Этому скольжению соответствует частота вращения ротора

, (3.1.16)

 

где .

 

3.1.8.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ

 

Электромагнитный момент определяют по выражению

, Н×м, (3.1.17)

где - угловая частота вращения магнитного поля, 1/с.

Подставив в выражение для момента М угловую частоту , получают

bD×, (3.1.18)

где - масштаб моментов, H×м/мм;

f₁ - частота питающей сети, Гц;

p - число пар полюсов двигателя.

Линия электромагнитной мощности НВ одновременно является линией электромагнитного момента (Мэм=0)

Величину полезного момента на валу двигателя определяют через полезную мощность,

где , сD× (3.1.19)

 

3.1.8.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

 

КПД представляет собой отношение полезной мощности к потребляемой мощности , т.е.

. (3.1.20)

Определяя и из круговой диаграммы, получим, что

сD/ЕD. (3.1.21)

 

 

3.1.8.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ

 

Чтобы определить коэффициент мощности двигателя для любого тока статора строят шкалу коэффициента мощности. Для этого на оси ординат выбирается отрезок 0h, который принимается за 1. Этот отрезок и представляет собой шкалу коэффициента мощности. Единичным радиусом 0h с центром в точке 0 проводят четверть окружности. Величина коэффициента мощности определяется как отношение величины проекции единичного радиуса в направлении вектора тока на шкалу коэффициента мощности к единичному радиусу. Например, для режима в точке D,

= 0k / 0f = 0k / 0h. (3.1.22)

 

3.1.8.6. ПОСТРОЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК

 

Рабочие характеристики строят по табл. 3.1.4.

 

Таблица 3.1.4

Рабочие характеристики

Точка на круговой диаграмме
А	Вт	Вт	Н·м	о.е.	о.е.	о.е.	об/ мин

 

Рабочие характеристики двигателя представляют собой зависимости при неизменных напряжении и частоте.

 

3.1.9.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, ПУСКОВЫХ СВОЙСТВ И ПЕРЕГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

 

Под пусковыми характеристиками понимают зависимости фазного тока обмотки статора и электромагнитного момента от скольжения, а именно: и . Пусковые характеристики строят, как правило, в относительных единицах. За базовую величину тока при этом принимается номинальный фазный ток обмотки статора (отрезок OD на круговой диаграмме). При номинальном

 

токе двигатель развивает номинальный электромагнитный момент (отрезок bD), который в системе относительных единиц принимается за базовый. При определении пусковых характеристик используются процедуры, изложенные в 3.1.8.2 и 3.1.8.3. Для этого на дуге HC круговой диаграммы, соответствующей двигательному режиму отмечают несколько (например, 10-12) равномерно расположенных точек и для каждой из них определяют потребляемый ток и развиваемый электромагнитный момент. Результаты определения величин из диаграммы и расчеты вносят в табл. 3.1.5, на основании которой строят пусковые характеристики.

 

Таблица 3.1.5

Пусковые характеристики

Точка на круговой диаграмме	Скольжение	Фазный ток	Электромагнитный момент	Базовые величины
s			Скольжение OR= мм. Номинальный электромагнитный момент bD = мм. Номинальный фазный ток OD= мм.
мм	о.е.	мм	о.е.	мм	о.е.

 

Для определения максимального момента, развиваемого двигателем, из точки 0₁ проводят линию, перпендикулярную линии электромагнитной мощности и продолжают ее до пересечения с окружностью токов в точке F. Из точки F опускают перпендикуляр Fq на диаметр НА окружности токов. Отрезок FL будет пропорционален максимальному моменту

FL×. (3.1.23)

Отношение максимального момента к номинальному называется перегрузочной способностью двигателя, или кратностью максимального момента

FL/bD (3.1.24)

Отношение пускового момента к номинальному называется кратностью пускового момента

dC/bD (3.1.25)

Отношение пускового тока к номинальному называется кратностью пускового тока

ОС/OD (3.1.26)