Механическая и электромеханическая характеристики

График механической характеристики можно построить, используя переменный параметр двигателя – скольжение S. Приближенное уравнение механической характеристики асинхронного двигателя удовлетворительно воспроизводит механическую характеристику только в области малых скольжений (от S = 0 до S = S_КР):

 

, (5.1)

 

где ; ; М_Н, S_Н – соответственно номинальные момент и скольжение двигателя; – принимаются из каталожных данных двигателя.

Задаваясь значениями S, определяют М; переход к угловой скорости ротора по формуле .

В области больших скольжений, больше критического S > S_КР, следует пользоваться выражением

(5.2)

где – коэффициент, определяемый следующим образом. Для пускового момента (S = 1) соотношение (5.2) приобретает вид

 

. (5.3)

Откуда

. (5.4)

 

Результаты расчета оформить в виде таблицы.

По упрощенной Г-образной схеме замещения выражение для приведенного тока ротора

(5.5)

 

где U₁ – фазное напряжение, принять U₁ = 220 В; ; – из каталожных данных двигателя.

Данные расчета – для скольжений двигательного режима привести в таблице; построить график электромеханической характеристики .

Пусковая диаграмма

Под пусковой диаграммой понимают совокупность двух или более искусственных механических характеристик, которые используются при пуске асинхронного двигателя в пределах от М₁ до М₂ , где М₂ – момент переключения, М₂ = (1,1 – 1,25) М_СТ; М₁ – предельный момент не должен превышать момента критического М_К(максимального) М₁ = (0,8 – 0,9) М_КР.

По принятым значениям М₁ и М₂ определяют какое будет число ступеней m пусковой диаграммы:

, (5.6)

где .

Если m – получилось не целым числом, то нужно изменить М₁ и М₂ и повторить расчет. При незначительном расхождении полученного m от целого числа можно пересчитать только момент переключения при том же М₁:

(5.7)

или при новом .

Пусковая диаграмма на три ступени, m= 3 приведена на рис. 5.1 для схемы включения пусковых сопротивлений в цепь ротора, показанной на рис. 5.2.

 

Рис. 5.1. Пусковая диаграмма m= 3

 

Рис. 5.2. Схема сопротивлений в цепи ротора при m= 3

Рабочие участки искусственных характеристик в пределах пусковой диаграммы от М₁ до М₂ принимают линейными. Согласно рис. 5.1 из точки «в» ( ) в точку ( , М = 0) проводят прямую линию – это первая искусственная характеристика. В точке пересечения с проводят горизонталь до (линия cd). Из точки «d» в точку ( , М = 0) еще одну искусственную характеристику, далее таким образом выходят на естественную характеристику. В итоге число искусственных характеристик должно быть равно количеству ступеней пусковой диаграммы.

Расчет пусковых сопротивлений

Расчет пусковых сопротивлений по ступеням определяют по следующим выражениям:

 

(5.8)

 

где – сопротивление обмотки ротора; .

Тогда сопротивления секций, из которых формируются добавочные сопротивления (рис. 5.2)

 

(5.9)

Расчёт двигателя типовых установок. Транспортёр.

 

Мощность (кВт) двигателя транспортера определяют по формуле

,

где κ — коэффициент запаса мощности транспортера 1.1 ÷ 1.25;
Q — производительность транспортера, Н/с;
L — расстояние между осями концевых барабанов, м;
H — высота подъема грузов, м;
η_м — коэффициент полезного действия механизма редуктора 0.7 ÷ 0.85;
с = 1.5 ÷ 2 — для скребковых транспортеров;
с = 0.14 ÷ 0.32 — для пластинчатых транспортеров.

Расчёт двигателя типовых установок. Насос.

Формула для определения мощности (кВт) двигателя насоса

,

где κ — коэффициент запаса (1.1—1.4);
γ — удельный вес перекачиваемой жидкости, Н/м³, для холодной воды равен 9810;
Q — производительность насоса, м³/с;
Н — напор насоса, м;
ηp— кпд передачи (при непосредственном соединении насоса с двигателем ηp = 1);
ηn — кпд насоса принимают равным: для поршневых насосов — 0.7—0.98; для центробежных насосов с давлением свыше 39 000 Па — 0.6—0.75; с давлением ниже 39 000 Па — 0.3— 0.6 (лучше всего кпд определять по данным каталогов).

При выборе двигателя к центробежному насосу необходимо обращать внимание на частоту вращения двигателя, так как у центробежного насоса мощность, напор, производительность и частота вращения связаны следующими соотношениями:

,

где M — момент двигателя.