1.6 Построение рабочих характеристик асинхронного двигателя по круговой диаграмме.

Рассмотрим порядок действий при определении параметров асинхронного двигателя, характеризующих номинальный режим его работы, а также принцип построения рабочих характеристик двигателя посредством круговой диаграммы. Участок диаграммы, соответствующий рабочему режиму двигателя, слишком мал, поэтому для дальнейших пояснений воспользуемся его более крупным изображением на рис. 8.

Ток статора. Из точки О в масштабе токов т_i , строят вектор тока статора I₁ , так, чтобы конец этого вектора (точка D) лежал на окружности токов:

OD = I₁ / т_i .

Затем, соединив точку D с точкой Н, получают треугольник токов ODH, стороны которого определяют токи: ток х.х. I₀ = т_i OH, приведенный ток ротора I₂ = т_i HD и ток статора I₁ = т_i OD.

Далее, опустив перпендикуляр из точки D на ось абсцисс (Dа), получают прямоугольный треугольник ODa, из которого находят активную и реактивную составляющие тока статора:

I_1a = т_i Da; I_1p = т_i Oa.

Е

Рис. 8 Рабочий участок круговой диаграммы

сли U₁ = const, a cosφ₁I₁= I_1a , то мощность P₁ прямо пропорциональна активной составляющей тока статора (P₁≡ I_1a). На круговой диаграмме значение I_1a определяется отрезком Da, поэтому подведенная мощность (Вт)

P₁ = т_p Da,

где т_p = т₁ U₁т_i — масштаб мощности,Вт/мм.

Подведенную мощность отсчитывают от оси абсцисс, которую называют линией подведенной мощности P₁ до заданной точки на окружности токов.

Полезная мощность. Полезную мощность P₂ двигателя на круговой диаграмме определяют отрезком, измеренным по вертикали от окружности токов до линии полезной мощности. Для заданной точки на окружности токов P₂ = т_p Db.

.

Электромагнитная мощность и электромагнитный момент.

Электромагнитную мощность и электромагнитный момент на круговой

диаграмме определяют отрезком, измеренным по вертикали от окружности токов до линии электромагнитной мощности. Для заданной точки D на окружности токов электромагнитная мощность (Вт)

P_эм = т_p Dс;

электромагнитный момент(Нм)

М = т_м Dс,

где т_м =9,55 т_р /n₁ – масштаб момента, Н·м/мм.

Коэффициент мощности. Для определения коэффициента мощности cosφ₁ на оси ординат строят полуокружность произвольного диаметра Of. Для заданной точки на окружности токов cosφ₁= Oh/Of . Для удобства расчета обычно принимают Of= 100 мм. В этом случае cosφ₁ = Oh/100.

КПД двигателя. Если определять КПД как отношение полезной мощности P₂ к подведенной мощности P₁, то получим η=Db/Da.

Однако определение КПД этим способом дает заметную погрешность, так как он не учитывает все виды потерь в двигателе. Поэтому КПД целесообразнее определять, используя результаты опытов холостого хода и короткого замыкания: сумма магнитных и механических потерь

(P_м +P_мех )= Р₀₁ – m'₁ r₁ I²₀;

добавочные потери P_доб, согласно ГОСТу, при работе двигателя в номинальном режиме составляют 0,5% от подводимой к двигателю мощности. Принято считать, что добавочные потери пропорциональны квадрату тока I₁ тогда добавочные потери при любой (неноминальной) нагрузке

P'_доб= P_доб(I₁ /I_ном)².

Перегрузочная способность двигателя. Для определения максимального момента двигателя следует из точки О₁ опустить перпендикуляр на линию электромагнитной мощности и продолжить его до пересечения с окружностью токов (точка Е). Из точки Е проводят прямую, параллельную оси ординат, до пересечения с линией электромагнитной мощности (точка N), Тогда отрезок EN в масштабе моментов определит значение максимального момента:

М_мах= m_mEN.

Если точка D на окружности токов соответствует номинальному режиму, то перегрузочная способность двигателя

М_мах/М_ном= EN/Dc.

Скольжение. Скольжение двигателя обычно определяют как отношение мощностей : s= P_э2 / P_эм .

Рабочие характеристики. Задавшись рядом значений тока статора 0,5 I_ном;

0,75 I_ном; I_ном ; 1,15 I_ном, строят векторы этих токов и получают на окружности токов ряд точек (D₁, D₂, D₃ и D₄). Для каждой из них определяют все необходимые для построения рабочих характеристик значения.