Построение механической характеристики по каталожным данным (формула Клосса)
На практике широко используют приближенное аналитическое выражение механической характеристики с использованием данных, приведенных в каталогах на электродвигатели: кратность моментов 
к 
и номинальное скольжение 
(при отсутствии величин сопротивлений).
Представляют соотношение: 
.
Выразив 
, получают: 
.
После некоторых упрощений получим формулу, предложенную Клоссом: 
.
Можно сделать близкое к истине допущение, что 
, и получить соотношение:
.
Для расчета кривой 
формулу Клосса используют в следующем порядке:
1) по каталожным данным 
и определяют 
;
2) зная отношение 
и , задаются значениями 
от 1 до 0 и определяют момент в относительных единицах. При известном значении номинального момента можно перевести относительные единицы момента в именованные.
В области малых скольжений слагаемые 
и 
значительно меньше 
и ими можно пренебречь. Тогда участки кривых и 
при малых скольжениях будут практически прямолинейными:
.
На рис. 3.4 построены рабочие участки (от холостого хода до номинальной нагрузки) механических характеристик для различных сопротивлений в цепи ротора в виде прямых линий, имеющих больший наклон при увеличении активного сопротивления ротора. Часто построение кривых моментов ведут по упрощенной формуле Клосса:
|
|
|
.
Влияние на механическую характеристику
Высших гармоник магнитного поля
Магнитное поле в воздушном зазоре асинхронной машины несинусоидальное. В нем, кроме основной гармонической, существует бесконечно большое число высших гармоник поля, которые принято разделять на пространственные и временные.
Пространственные гармоники появляются вследствие несинусоидальности распределения МДС в воздушном зазоре, обусловленной дискретным расположением проводников обмотки в пазах, и неравномерности самого воздушного зазора, вызванного наличием зубцов на статоре и роторе и рядом технологических факторов (эксцентричностью ротора и статора, конусностью ротора, эллипсностью зазора и др.).
От основной гармоники поля высшие пространственные гармоники отличаются тем, что у них значительно меньшая амплитуда, другое число периодов и другие частоты вращения.
Высшие пространственные гармоники создают ряд добавочных моментов, действующих на ротор и оказывающих влияние на механическую характеристику двигателя. Эти моменты подразделяют на асинхронные, синхронные, вибрационные и реактивные.
|
|
|
Указанные моменты проявляются наиболее сильно при скольжениях, близких к единице, т. е. при пуске и торможении двигателя. Причина этого заключается, во-первых, в том, что при 
токи велики. Во-вторых, высшие гармоники поля вращаются медленно и синхронная частота вращения ротора для них мала, а моменты достигают максимальных значений вблизи их синхронной частоты вращения. Синхронная частота вращения любой гармонической n-го порядка 
,
так как частота изменения гармоники МДС любого порядка равна частоте питающего тока, а число пар полюсов данной гармоники соответствует ее порядку. Знак «+» относится к гармоническим поля, вращающимся согласно с основной (седьмая, тринадцатая), знак «–» - к гармоникам, вращающим против основной (пятая, одиннадцатая).
Частоте 
соответствует скольжение: 
.
При синхронном вращении ротора и n-й гармонической поля, когда 
, никаких токов в роторе от n-й гармонической поля наводиться не может и момент от n-й гармоники равен нулю. Пока ротор развертывается от неподвижного состояния ( ) до частоты вращения, определяемой , и его скольжение 
, поле n-й гармоники, вращающееся в том же направлении, что и ротора, но с большей, чем у него, частотой вращения, создает тянущее усилие.
|
|
|
Когда частота вращения ротора превосходит частоту вращения n-й гармонической поля ( 
), поле этой гармонической действует на ротор затормаживающе.
В машине с 
об/мин частота вращения 7-й гармоники
об/мин
а соответствующее ей скольжение
.
Следовательно, седьмая гармоника поля:
1) до частоты вращения ротора 
об/мин ( 
), вращаясь быстрее ротора, способствует его разгону;
2) при 
об/мин ( 
) она неподвижна относительно ротора и 
;
3) при 
об/мин ( 
) частота вращения седьмой гармоники поля меньше частоты вращения ротора, момент от седьмой гармоники – тормозящий (кривая 2, рис. 3.5).
Аналогично для 5-й гармоники поля, вращающейся против основной,
об/мин и 
.
Момент от 5-й гармонической показан кривой 3 на рис. 4.5. Результирующий момент (кривая 4, рис. 4.5) определяют сложением моментов 
. Провал в кривой результирующего момента 
в начале разгона двигателя может привести к устойчивой работе на весьма малой частоте вращения (точка а, на рис. 4.5, которая соответствует равенству результирующего момента и полезного момента 
на валу двигателя). Для уменьшения моментов от высших гармонических магнитного поля в машинах применяют распределенные обмотки с укороченным шагом, что приближает кривую МДС к синусоидальной форме. При пуске опасными является действие прямых гармоник магнитного поля, а при торможении – обратных. Вследствие изложенного моменты от высших гармоник поля называют паразитными. Отношение минимального момента в процессе пуска к номинальному для двигателей общепромышленных серий не должно быть меньше 0,8.
|
|
|
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 524; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!