ДИСЦИПЛИНА «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ» НАПРАВЛЕНИЕ ООП 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА» СТЕПЕНЬ – БАКАЛАВР БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2010 г. КУРС – 2 СЕМЕСТР – 4 КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ – 5 ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС: Лекции – 27 час. Лабораторные занятия– 27 час. Практические занятия – 18 час. АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ – 72 час. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА – 63 час. ИТОГО – 135 час. Лектор: Усачёва Татьяна Владимировна, к.т.н., доцент кафедры ЭКМ ЭНИН НИ ТПУ ЛЕКЦИЯ №7 – АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ (Потери мощности в асинхронной машине и её КПД. Электромагнитный момент асинхронной машины. Механические характеристики асинхронного двигателя) ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА АД Рмг1 ПОТЕРИ В АСИНХРОННЫХ МАШИНАХ Р1 – подводимая мощность, Рэ1 - электрические потери в обмотке статора, Рмг1 - магнитные потери, Рмг1 Рэм – электромагнитная мощность, Рэ2 - электрические потери в обмотке ротора, Рмех - механические потери, Рдоб - добавочные потери, Р2 – полезная мощность ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ АМ (Режимы: двигателя, генератора электромагнитного тормоза) ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ Сумма всех потерь АД: Р Pмг1 Рэ1 Рэ2 Рмех Рдоб Полезная мощность на валу АД: P2 Р1 Р КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ АД Р2 Р1 (о.е.) Р1 Р Р1 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Р2 Вт 1 2 3 4 5 ВРАЩАЮЩИЕ МОМЕНТЫ АМ Электромагнитный момент асинхронной машины М Pэм / 1 9,55Pэм / n1 1 2n1 / 60 2f1 / p n1 9,551 где ω – синхронная угловая скорость вращения (рад/с): n1 – синхронная частота вращения (об/мин): М Pэ 2 /(1s ) m I r /(1s ) /2 / 1 2 2 Т.Е. электромагнитный момент АД пропорционален мощности электрических потерь в обмотке ротора. ВРАЩАЮЩИЕ МОМЕНТЫ АМ Значение тока ротора в рабочем контуре Г-образной схемы замещения, где знаменатель представляет полное сопротивление рабочего контура: I / 2 U1 r r / s x x 1 2 / 2 1 / 2 2 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫМ в (Н*м) М 2 / 1 2 2 m1U r p 2f1s[ r1 r / s x1 x / 2 ] / 2 2 МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АМ М=f(s) при U1=const, f1= const М МГ M MД ВРАЩАЮЩИЕ МОМЕНТЫ Максимальному моменту соответствует величина критического скольжения dM / ds 0 sкр r / r x1 x / 2 2 1 / 2 2 Максимальный момент (Н*м): М мах m1U12 p 4f1[ r1 r ( x1 x ) ] 2 1 / 2 2 «+» - двигательный режим, «–» - генераторный режим r1 x1 x / 2 sкр r / x1 x / 2 / 2 2 1 m1U p М м ах 4f1 ( х1 х2/ ) ВРАЩАЮЩИЕ МОМЕНТЫ МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПУСКОВОЙ МОМЕНТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ (Н*м) s=1 Мп 2 / 1 1 2 / 2 2 mU r p 2f1[ r1 r x x ] 1 / 2 2 МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Равенство моментов М≈ Мс Рабочий участок - АО N Точка N – номинальный режим работы М=Мном, s=sном Точка В – Мс/>Мном, n2↓, s↑=> М/=Мс/ Точка C – Мс/<Мном, n2↑, s↓ => М//=Мс// ПЕРЕГРУЗОЧНАЯ СПОСОБНОСТЬ АД Определяется соотношением максимального момента к номинальному: М м ах м М ном Для АД общепромышленного назначения составляет λм=1,7÷2,5. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АД Скоростная хар-ка n2=f(Р2) n2 n1 (1 s) s Pэ 2 / Рэм n2 Об/мин 1200 900 600 300 0 1 2 Р2н3 4 5 Р2 Вт Зависимость М2=f(Р2) М 2 P2 / 2 60Р2 /( 2n2 ) 9,55P2 / n2 М2 Н*м 20 15 10 5 0 1 2 Р2н3 4 5 Р2 Вт I1, A cos φ1 Зависимость cos φ1=f(Р2) cosφ1 0,8 8 I1 6 0,6 4 0,4 2 0,2 0 1 2 Р2н3 4 5 Р2 0 Вт СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!