Аннотация
Клементьев А.В. Уточнённая методика расчёта основных пусковых характеристик, максимального момента и критического скольжения по результатам приёмо-сдаточных испытаний асинхронных двигателей. Предложена методика расчёта основных пусковых характеристик, максимального момента и критического скольжения по результатам приёмо-сдаточных испытаний асинхронных двигателей.
Введение.
В настоящее время отсутствуют нормативные документы, определяющие алгоритмы, по которым рассчитывались бы пределы изменения (нормы) величин, измеряемых в процессе приёмо-сдаточных испытаний асинхронных двигателей (токов 0I и kI, потерь P0 и Pk опытов холостого хода и короткого замыкания). Имеются лишь немногочисленные публикации по данному вопросу, например [1-4].
В практике электромашиностроительных заводов часто используются упрощённые методы расчёта норм, позволяющие вычислять их по каждой из измеряемых величин в отдельности. С целью уменьшения риска выпустить бракованные двигатели нормы вычисляются с некоторым "запасом". В некоторых случаях выхода значений измеряемых величин за установленные границы возникает необходимость проведения испытаний по программе периодических, что значительно увеличивает трудоёмкость контроля качества выпускаемой продукции.
В расчётах моментов, пускового тока и критического скольжения при обработке результатов испытаний необходим правильный подход, учитывающий явление насыщения путей потоков рассеяния, которое приводит к уменьшению индуктивного сопротивления короткого замыкания. Эта величина непрерывно уменьшается с ростом тока. В результате зависимость тока от напряжения при коротком замыкании представляет собой кривую, вогнутую во всех точках. В силу этого определение пускового тока по касательной (ГОСТ 7217-87) может занизить его величину. Погрешность может быть существенной, если в машине имеются закрытые или полузакрытые пазы на статоре или роторе
Кроме того, при расчёте максимального момента необходимо учесть эффект вытеснения тока в стержнях короткозамкнутой обмотки
Цель данной статьи.
Целью является разработка уточнённой методики расчёта основных пусковых характеристик, критического скольжения и максимального момента по результатам приёмо-сдаточных испытаний, основанная на использовании классических соотношений, корректирующихкоэффициентов, индивидуальных для каждого типоразмера двигателя, и на применении эмпирически установленных соотношений, учитывающих насыщение и вытеснение.
Вывод основных расчётных соотношений и расчёт корректирующих коэффициентов.
Анализ испытаний двигателей различных серий мощностью до 100 кВт показал, что в пределах от 1-1,5 номинального тока до пускового индуктивное сопротивление короткого замыкания kI x зависит от тока kI в достаточно точном соответствии с соотношением, предложенным Э.Д. Кравчиком [5]:
где a и b – постоянные для данной машины коэффициенты.
Эти коэффициенты оцениваются по результатам периодических испытаний с использованием метода наименьших квадратов.Коэффициент CI п, корректирующий кратность пускового тока, вычисляется по результатам периодических испытаний следующим образом. Сначала рассчитывается пусковой ток п pI по итерационной схеме:
где kr – активное сопротивление короткого замыкания, Uн – номинальное фазное напряжение.
Коэффициент Cmax рассчитывается делением величины максимального момента по периодическим испытаниям на величину расчётного максимального момента Mmax . Он уменьшает погрешность, связанную с наличием допущений и дифференцированием эмпирически заданной зависимости индуктивного сопротивления двигателя от скольжения (тока) в процессе пуска.
Как показали многочисленные сравнительные расчёты с использованием составленных компьютерных программ ?, погрешность вычислений по предложенной методике уменьшена в среднем на 3 % по сравнению с методикой, предложенной в работе [4], при этом максимальная погрешность составляет 4 % по всем параметрам.
Выводы
- Учёт насыщения путей потоков рассеяния и вытеснения тока в стержнях обмотки ротора в предложенном виде позволяет уточнить методику расчёта основных пусковых характеристик, максимального момента и критического скольжения по результатам приёмо-сдаточных испытаний;
- Использование компьютерных программ, разработанных на базе предложенной методики, позволяет уменьшить трудоёмкость контроля качества изготовленных асинхронных двигателей;
Список использованной литературы
1. Гольдберг О.Д. Качество и надёжность асинхронных двигателей. – М.: Энергия, 1968. – 176 с.
2. Гольдберг О.Д. Испытания электрических машин. – М.: Высшая школа, 1990. – 255 с.
3. Клементьев А.В., Коцюбенко В.П. Усовершенствование методики применения круговой диаграммы при приёмо-сдаточных испытаниях асинхронных двигателей // Электротехника и электроэнергетика. – 2004. – №2/2004. – С. 48 – 50.
4. Клементьев А.В. Расчёт основных пусковых характеристик и максимального момента по результатам приёмо-сдаточных испытаний // Електрифікація та АВТОМАТИЗАЦІЯ сільського господарства. – 2005. – №4(13). – С.73 – 78.
5. Гаинцев Ю.В. Способы уменьшения погрешностей при определении моментов и пускового тока асинхронных двигателей. – М.:ЦНИИНТИ, 1963. 6. Вольдек А.И. Электрические машины. – М. -Л.: Энергия, 1974. – 839 с.