М с

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  2n1 / 60  2f1 / p
n1  9,551
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
 
2f1s[ 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
4f1[ 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  
4f1 ( 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
2f1[ 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 /( 2n2 )  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!