Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,618

Построение электромеханической характеристики асинхронных двигателей

Ковалев Ю.З. Ковалев А.Ю. Солодянкин А.С. Ряхина Е.Ю.

«Радикальный способ энергосбере­жения в электроприводе  переход от нере­гулируемого электропривода к регулируе­мому»: переход к широкому внедрению электромашиннопреобразовательных управляемых электромеханических систем. Именно эти системы потенциально способ­ны экономить десятки процентов электро­энергии от ее общих затрат на реализацию технологических процессов. Естественно, применительно к асинхронному управляе­мому электроприводу необходимость про­изводить оценку экономической эффектив­ности при разработке мероприятий приво­дит к необходимости более точного и обос­нованного определения основных характе­ристик асинхронных двигателей, в частно­сти: уточнения механических и электроме­ханических характеристик АД.

В данной статье рассматривается по­строение электромеханической характери­стики АД  зависимости потребляемого фазой двигателя тока I1 от скольжения S (или скорости вращения ротора  n) при неизменных фазных напряжений U2 и час­тоте f 2, . Уточнение достигается за счет построения характеристики не по Гобразной схеме замещения или Тобразной с различными упрощающими предположе­ниями, а по полной Тобразной схеме за­мещения с последовательным контуром намагничивания и параметрами: r0, r1, r2

активными сопротивлениями; x0, x1, x2 индуктивными сопротивлениями (сопро­тивления r2, x2 приведены к обмотке ста тора двигателя).

Введем следующие обозначения со­противлений схемы замещения АД (пара­метры ротора приведены к обмотке статора):

Ранее нами было показано, что момент на валу двигателя определяется выраже нием [1]:

Здесь Мн-номинальный момент, km-кратность максимального момента, Sk-критическое скольжение, λ-параметр. Критическое скольжение Sk и параметр λ оп­ределяются выражениями


Учитывая взаимосвязь между моментом (2) и током в обмотке ротора I2, приведен ным к обмотке статора

получаем:

Ток I1, потребляемый двигателем, может быть выражен через ток I2 и па­раллельно соединенные сопротивления Z0 и Z2 следующим образом:

Поэтому на основании правила   (-комплексно-сопряженное значение тока ) через выражение (5) находим:

или после преобразований:

где

Три любых известных значений тока при известных трех значениях скольжения S приводят к трем уравнениям относи­тельно параметров d, e, f (10). Если же из­вестны параметры схемы замещения, то тогда определение параметров (10) осуществляется непосредственно по формулам (10). Как правило каталожные данные содержат данные, позволяющие найти значения номинального I1 = I1M, S = Sн и пускового Ip=k1Iн, S=1 токов. В качестве третьего значения тока I1, целесообразно выбрать ток холостого хода I1 = I1x , S=0, поскольку он также либо может быть определен по каталожным данным, либо имеет достаточно приемлемые оценки. В ре­зультате из (9) получим три уравнения относительно коэффициентов d, е, f:

Система уравнений (11)  (13) имеет единственное решение


Таким образом, все коэффициенты и параметры уравнения (9) могут быть вы числены либо на основании известных параметров схемы замещения (1) в тех случа­ях, когда они определены расчетным или экспериментальным путем; либо на осно­вании каталожных данных,  непосредственно содержащихся в каталогах или полученных из них простым перерасчетом: Mн,Mр,I1р,I1н,I1х,Sн,U1,m1,p,f1. Окончательно электромеханическая характеристика АД получается из вы­ражений (9), (14)  (16) в следующем виде:

Типичный вид электромеханической характеристики для электрических двигателей различной мощности и габаритов приведен на рис. 1.


 

Механическая и электромеханиче­ская характеристики асинхронного двига­теля (2), (15) определяют основные свойст­ва двигателя как потребителя элек­трической энергии из сети и источника ме­ханической энергии для привода рабочих машин.

Выполненные расчеты представлены в табл.1.

В [1] было показано что, условием физической реализуемости выражения для механической характеристики является выполнение неравенства λ < 2 . Нетрудно заметить что, это же условие необходимо и для физической реализуемости выражения для тока I1.

Каталожные данные

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1.    Ковалев Ю.З. Условие физической реализуемости математических моделей асин­хронных двигателей// Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований.  2009  № 4.

2.    Ковалев А.Ю. Построение электро­технической   характеристики   асинхронного двигателя //Россия молодая: первые технологии  в промышленность. Материалы II Всероссий­ской молодежной научнотехнической конфе­ренции 21  22 апреля.  2009.  стр. 49.

3. Владимирский электромоторный за­вод. Технический каталог. РУСЭЛПРОМ. 4.2.  www.vemp.ru.


Библиографическая ссылка

Ковалев Ю.З., Ковалев А.Ю., Солодянкин А.С., Ряхина Е.Ю. Построение электромеханической характеристики асинхронных двигателей // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2009. – № 5. – С. 10-0;
URL: http://applied-research.ru/ru/article/view?id=143 (дата обращения: 16.11.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252