Проектирование асинхронных двигателей (стр. 6 из 6)

№ п/п	Параметр	Ед-ца	Скольжение
№ п/п	Параметр	Ед-ца	1	0,8	0,5	0,2	0,1	s_кр=0,117
1	k_нас	-	1,4	1,35	1,31	1,22	1,15	1,16
2	F_{п. ср.}	А	3582,1	3391	3136	2560	1911	2068
3	B_Ф_d =(F_п.ср.10^-6) / (1,6d*C_N)	Тл	1,66	4,25	3,93	3,21	2,4	2,6
4	к_d = ¦( B_Ф_d)	-	0,52	0,55	0,59	0,68	0,8	0,77
5	с₁= (t₁- b_ш1)(1 - к_d )	-	3,5	3,285	2,993	2,34	1,46	1,679
6	l_{п1 нас.}= l_п1- Dl_{п1 нас.}	-	0,232	0,223	0,21	0,18	0,125	0,139
7	l_{д1 нас.} = к_d *l_д1	-	0,85	0,9	0,96	1,11	1,304	1,26
8	х_{1 нас.}= х₁*ål_{1 нас.} / ål₁	Ом	0,88	0,895	0,914	0,961	1,026	1,011
9	c_{1п. нас.}= 1+х_{1 нас.}/ х_12п	-	1,016	1,016	1,016	1,017	1,018	1,018
10	с₂= (t₂- b_ш2)(1 - к_d )	-	6,24	5,4	4,92	3,84	2,4	2,76
11	l_п2_x_нас.= l_п2_x - Dl_{п2 нас.}	-	2,064	2,3	2,542	2,71	2,813	2,75
12	l_{д2 нас.}= к_d *l_д2	-	0,936	0,99	1,062	1,224	1,44	1,386
13	х^¢₂_x_нас.= х^¢₂*ål₂_x_нас./ål₂	Ом	0,902	0,978	1,06	1,147	1,23	1,19
14	R_{п. нас.}= r₁+c_{1п. нас.}*r^¢₂_x/s	Ом	0,894	1,087	1,82	3,02	2,66	2,66
15	X_п.нас=х_1нас.+с_1п.нас.*х^¢₂_x_нас	Ом	1,8	1,89	1,99	2,13	2,28	2,22
16	I^¢_2нас=U₁/(R_п.нас²+Х_п.нас²)^0,5	А	189,07	179,9	167,6	135,6	100,4	109,7
17	I_{1 нас}=I^¢_{2 нас}* (R_п.нас²+ (Х_{п. нас}+ х_12п)²)^0,5/( c_{1п. нас}*х_12п)	А	192,1	183,1	170,8	138,5	102,8	112,1
18	k^’_нас_.= I₁_нас_./I₁	-	1,26	1,23	1,2	1,11	1,05	1,06
19	I₁_* = I₁_нас_./I₁_ном	-	5,91	5,63	5,26	4,26	3,16	3,45
20	М _* = (I^’_2нас/I^’_2ном)²К_R(s_ном/s)	-	1,29	1,34	1,54	2,22	2,34	2,39

Критическое скольжение определяем после расчёта всех точек пусковых характеристик (табл. 3) по средним значениям сопротивлений, соответствующим скольжениям

s = 0,2 ¸ 0,1 : s_кр= r^¢₂_x / (x_{1 нас.}/c_{1п нас.}+x^¢₂_x_нас.) = 0,25(0,99/1,0175+1,19)=0,117; M_max_* = 2,39.

Кратности пускового и максимального моментов и пускового тока спроектированного двигателя удовлетворяют требованиям ГОСТ и технического задания на курсовой проект.

________ - M_* = f (s)

__ __ __ - I_* = f (s)

Рис.6. Пусковые характеристики асинхронного двигателя.

Сравним данные расчетного двигателя с данными двигателя-аналога:

3. Моделирование двигателя в среде MatLab Power System Blockset

Рис.7. Схема пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в MatLab Power System Blockset.

3.1 Моделирование с параметрами номинального режима

При моделировании с параметрами номинального режима в качестве сопротивлений асинхронного двигателя выставляем сопротивления, рассчитанные в п.2.6 и п.2.8:

r₁	r₂^’	x₁	x₂^’	x₁₂
0,498	0,23	1,12	1,4	42,16

Вместо x₁ подставляем L₁ = x₁/314 = 1.12/314 = 3.57 мГн.

Вместо x₂^’ - L₂’ = x₂/314 = 1,4/314 = 4,46 мГн.

Вместо x₁₂ - L₁₂ = x₁₂/314 = 42.16/314 = 134.3 мГн.

При моделировании получены следующие результаты:

Рис.8. Зависимость угловой скорости от времени.

Рис.9. Зависимость момента от времени.

Рис.10. Зависимость тока статора от времени.

Рис.11. Механическая характеристика асинхронного двигателя.

Сравним при помощи рис.8 номинальное скольжение, полученное при моделировании, с расчетным.

s_ном_._мод = (ω_о - ω_ном)/ ω_о = (104,72 – 102,7)/104,72 = 0,0193.

s_{ном.расч} = 0,0197.

Относительная погрешность: δ_s = (s_{ном.расч} - s_{ном.мод})/ s_{ном.расч} = (0,0197 – 0,0193)/0,0197 =

= 0,02. δ_s = 2%.

По рис.9 найдем ток статора при холостом ходе и в номинальном режиме:

I₁_хх_.max= 12,4 А Þ I₁_хх_.= 12,4/1,414 = 8,77 А. I₁_хх_._расч_.= 8,82 А.

δ_I_хх = (I₁_хх_._расч_.- I₁_хх_.)/ I₁_хх_._расч_. = (8,82 – 8,77)/8,82 = 0,006. δ_I_хх = 0,6%.

I_1ном._max = 44,33 А Þ I_1ном= 31,35 А. I_{1ном.расч.}= 32,5 А.

δ_I_ном = (I_{1ном.расч.}- I_1ном.)/ I_{1ном.расч.} = (32,5 – 31,35)/32,5 = 0,035. δ_I_ном = 3,5%.

3.2 Моделирование с параметрами пускового режима

При моделировании с параметрами пускового режима в качестве сопротивлений асинхронного двигателя выставляем сопротивления, рассчитанные в п.2.9:

r₁	r₂^’	x₁	x₂^’	x₁₂
0,498	0,39	0,88	0,902	56,07

Вместо x₁ подставляем L₁ = x₁/314 = 0,88/314 = 2,8 мГн.

Вместо x₂^’ - L₂’ = x₂/314 = 0,902/314 = 2,87 мГн.

Вместо x₁₂ - L₁₂ = x₁₂/314 = 56,07/314 = 178,6 мГн.

При моделировании получены следующие результаты:

Рис.12. Зависимость пускового тока статора от времени

Рис.13. Зависимость пускового момента от времени.

Рис.14. Пусковая механическая характеристика асинхронного двигателя.

По рис.12 имеем: I_1п._max = 285 А Þ I_1п. = 201,5.

I_п_* =

= 6,2. I_п.расч_* = 5,91.

δ_I_п = (I_{1п..расч*}- I_1п*)/ I_{1п.расч*} = (6,2 – 5,91)/5,91 = 0,049. δ_I_п = 4,9%.

По рис.13 имеем: М_п. = (1270,5 - 451)/2 = 40,75 Н*м.

М_п_* =

= 1,4. М_п.расч_* = 1,29.

δ_Мп = (М_{п..расч*}- М_п*)/ М_п.расч* = (1,4 – 1,29)/1,29 = 0,085. δ_I_п = 8,5%.