Расчет характеристик трехфазного асинхронного электродвигателя

Методика расчета характеристик трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнуты ротором, представленная на данной странице состоит из кратких теоретических сведений, порядка выполнения работы, исходных данных по вариантам, а также рассмотрены вопросы изучения схем пуска и реверса асинхронного двигателя.

Цель работы: Научиться производить расчет основных параметров асинхронного электродвигателя.

Решаемая на практическом занятии задача направлена на определение основных параметров асинхронного электродвигателя. Для ее решения необходимо знать устройство и принцип действия асинхронного двигателя и зависимости между электрическим величинами, характеризующими его работу.

Перед решением задачи изучите соответствующий теоретический материал и рассмотрите типовой пример.

При частоте напряжения питающей сети 50 Гц возможные синхронные частоты вращения магнитного поля статора: 3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин и т.д. Тогда при частоте вращения ротора n₂ = 950 об/мин из приведенного выше ряда выбираем ближайшую к ней частоту вращения поля n₁ = 1000 об/мин. Тогда можно определить скольжение ротора, даже не зная числа пар полюсов двигателя:

Из формулы для скольжения можно определить частоту вращения ротора

В настоящее время промышленность выпускает асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А мощностью от 0,06 до 400 кВт (табл. 1).

Обозначение типа электродвигателя расшифровывается так:
4 — порядковый номер серии;
А — асинхронный;
X — алюминиевая оболочка и чугунные щиты (отсутствие буквы X означает, что корпус полностью выполнен из чугуна);
В — двигатель встроен в оборудование;
Н — исполнение защищенное IР23, для закрытых двигателей исполнения IР44 обозначение защиты не приводится;
Р — двигатель с повышенным пусковым моментом;
С — сельскохозяйственного назначения;
цифра после буквенного обозначения показывает высоту оси вращения в мм (100, 112 и т. д.);
буквы S, M, L после цифр — установочные размеры по длине корпуса (S — станина самая короткая; М — промежуточная; L — самая длинная);
цифра после установочного размера — число полюсов;
буква У — климатическое исполнение (для умеренного климата);
последняя цифра — категория размещения: 1 — для работы па открытом воздухе, 3 — для закрытых неотапливаемых помещений.

Необходимо расшифровать условное обозначение двигателя в соответствии с исходными данными, которые заданы по вариантам в соответствующем разделе.

Пример. Необходимо расшифровать условное обозначение двигателя 4А250S4УЗ.

Решение. Это двигатель четвертой серии, асинхронный, корпус полностью чугунный (нет буквы X), высота оси вращения 250 мм, размеры корпуса по длине S (самый короткий), четырех полюсный, для умеренного климата, третья категория размещения.

Определить:
1) потребляемую мощность;
2) номинальный, пусковой и максимальный вращающие моменты;
3) номинальный и пусковой токи;
4) номинальное скольжение;
5) частоту тока в роторе.
6) Оценить возможность пуска двигателя при номинальной нагрузке, если напряжение в сети при пуске снизилось на 20%?

Исходные данные даны по вариантам в соответствующем разделе.

Пример. Дан трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4АР160Б6УЗ имеет номинальные данные:
мощность Р_ном= 11 кВт;
напряжение U_ном = 380 В;
частота вращения ротора п₂= 975 об/мин;
к.п.д. η_ном = 0,855;
коэффициент мощности cosφ_ном = 0,83;
кратность пускового тока I_п/I_ном = 7;
кратность пускового момента М_п/М_ном = 2,0;
способность к перегрузке M_max/M_ном = 2,2.
Частота тока в сети f₁ = 50 Гц.

Решение.
1) Мощность, потребляемая из сети

2) Номинальный момент, развиваемый двигателем:

3) Максимальный и пусковой моменты:

4) Номинальный и пусковой токи:

5) Номинальное скольжение

6) Частота тока в роторе

7) 7.При снижении напряжения в сети на 20% на выводах двигателя остается напряжение 0,8 U_ном. Так как момент двигателя пропорционален квадрату напряжения, то

Отсюда

что больше M = 107,7 Н·м. Таким образом, пуск двигателя возможен.

Изучить схемы не реверсивного и реверсивного пуска трехфазного асинхронного двигателя. Для этого изучить пункты «Не реверсивный пуск трехфазного асинхронного двигателя» и «Реверсивный пуск трехфазного асинхронного двигателя», изложенные на URL: https://fas2204.ru/zapusk-tad.

В конспект внести схему, изображенную на рисунке 1 и быть готовыми пояснить, что нужно в нее добавить, чтобы преобразовать схему для не реверсивного пуска трехфазного асинхронного двигателя в схему реверсивного пуска.

Вариант задания выбирается студентом исходя из номера по списку группы.

В таблице 1 расположены общие данные по варианту.