Асинхронные двигатели в системах электропривода (стр. 2 из 4)
-постоянные потери или потери х.х., включающие в себя потери в стали, механические и дополнительные,
-переменные потери в обмотках, изменяющиеся с изменением нагрузки.
В большинстве случаев соблюдаются следующие соотношения:
, (1.3) 
, (1.4)где Pм– потери в меди обмоток при номинальной нагрузке, кВт,
P0– потери х.х. (постоянные потери), кВт.
кВт, 
кВт.Потери в обмотках являются переменными, они пропорциональны квадрату тока или квадрату коэффициента нагрузки. Исходя из этого:
Коэффициенты нагрузки по ступеням графика
, (1.5)где Pi– мощность i-й ступени нагрузки,
Кнi – коэффициент нагрузки i-й ступени.
кВт, 
кВт, 
кВт, 
кВт, 
кВт.Потери на каждой ступени графика нагрузки, кВт,
, (1.6) 
кВт, 
кВт, 
кВт, 
кВт, 
кВт.Средние потери за цикл, кВт,
, (1.7) 
кВт .Проверка выбранного двигателя по нагреву заключается в проверке условия:
, (1.8)3,179 кВт < 3,708 кВт.
В нашем случае условие выполняется.
1.4 Проверка на перегрузку при снижении напряжения
В заводских силовых электрических цепях допускается снижение напряжения на 10%. Естественно, что при таком снижении напряжения оборудование не должно терять работоспособность. В то же время известно, что момент на валу асинхронных двигателей снижается пропорционально квадрату напряжения. Поэтому выбранный двигатель должен быть проверен на перегрузочную способность при понижении напряжения. Иногда может быть и большее понижение напряжения.
Проверка сводится к проверке условия, что максимальный момент двигателя при снижении напряжения будет не меньше момента сопротивления на валу.
Должно выполняться условие
, (1.9)где Pmax – максимальная мощность по нагрузочной диаграмме, кВт,
ΔU – снижение напряжения, %, ΔU =10%,
Kmax– кратность максимального момента по каталогу.
, или 
– верно. Следовательно, двигатель сохраняет работоспособность при понижении напряжения в цеховой сети.Таким образом, выбранный двигатель удовлетворяет всем поставленным условиям.
1.5 Расчет теплового состояния АД
Непосредственный расчет теплового режима электрической машины представляет собой сложную многофакторную задачу, решить которую возможно лишь при детальном конструктивном расчете. В данной работе рассмотрим этот процесс с качественной стороны, введя ряд допущений.
Одним из таких допущений будет представление АД однородным телом с равномерно распределенными внутри его объема источниками тепла, которыми являются потери. Процесс нагревания такого тела описывается уравнением:
, (1.10)где τнач – начальное превышение температуры (в начале расчета τнач =0), °C,
Тн – постоянная времени нагревания,
τуст – установившееся превышение температуры.
Если принять установившееся превышение температуры в оминальном режиме равным допустимому для данного класса термостойкости изоляции, то для любого иного режима
, (1.11)где τдоп – допустимое превышение температуры, в данном случае
τдоп =80°C,
ΔРi – потери на i-й ступени нагрузки, кВт.
°С.За начальное превышение температуры каждой ступени, включая паузу, принимаем конечное превышение, рассчитанное в конце предыдущей ступени.
Реальные превышения температуры, °С:
в течение первого цикла -
°С, 
°С, 
°С, 
°С , 
°С,в течение второго цикла –
°С, 
°С, 
°С, 
°С, 
°С,в течение третьего цикла -
°С, 
°С, 
°С, 
°С, 
°С,Как видно, превышения температуры после третьего цикла остаются практически неизменными, т.е. тепловой режим двигателя достиг установившегося состояния.
,(1.12) 
, (1.13) 
33,34 ˚С; 
50,49 ˚С; 
59,29 ˚С; 
63,81 ˚С; 
66,13 ˚С; 
68,24 ˚С; 
68,49˚С;1.6 Расчет механических характеристик
Механическими характеристиками АД называют зависимости М=f(s) и n=f(M).
Аналитические выражения данных характеристик достаточно сложны, требуют знания многих параметров АД и для практических целей используются редко. Более удобной является так называемая формула Клосса, вполне удовлетворительно описывающая реальную характеристику в пределах изменения скольжения от 0 до критического Sк. Вторая часть характеристики, рассчитанная по формуле Клосса, существенно отличается от реальной. Однако в этой части асинхронные двигатели не работают, и практического значения для анализа задач электропривода она не представляет.
Рисунок 1- Диаграмма потерь и кривые нагрева
Рисунок 2- Механическая характеристика M=f(s)
Рисунок 3- Механическая характеристика n=f(Me)
Для расчета естественной механической характеристики находим:
номинальную частоту вращения, об/мин,
, (1.14)где n1– синхронная частота вращения, об/мин,
Sн – номинальное скольжение по каталогу, о.е.