Построение круговой диаграммы

Рис. 17.2. Круговая диаграмма АД.

1. Выбирается масштаб тока m₁, А/мм, мощности m_p = 3U_н ×m_I вращающего момента m_M = m_p / w₁, Н/мм. Здесь w₁ - синхронная угловая скорость вращения.

2. В прямоугольной системе координат под углом j_о к оси ординат строится вектор тока холостого хода ОО₁ = I_он / m_I. Из точки О₁ опускается перпендикуляр к оси абсцисс. На нем от­кладывается отрезок О₁О₂, = DP_мех / m_p, представляющий собой ме­ханические потери в двигателе в масштабе мощности. Проведенный затем отрезок ОО₂ представляет собой ток идеального холостого хода. Порядок определения механических потерь см. методические указания к лабораторной работе № 17. Ось абсцисс представляет со­бой линию подведенной мощности.

3. Под углом j_к к оси ординат строится вектор ОК = I_кн / m_I.

4. Концы векторов холостого хода и короткого замыкания (точ­ки О₂ и К) соединяются отрезком О₂К. Линия О₂К пред­ставляет собой линию механической мощности.

5. Из точки O₂ проводится прямая О₂С параллельно оси абсцисс.

6. К середине отрезка O₂K восстанавливается перпендикуляр до пересечения с линией O₂C в точке F, которая является центром окружности токов. Радиусом FO₂ = FK проводится ок­ружность токов.

7. Из точки К на диаметр О₂Н опускается перпендику­ляр. Отрезок КС в масштабе сопротивлений равен активному со­противлению короткого замыкания. Отрезок КС делится на две части, пропорциональные сопротивлениям ротора и статора:

КВ : ВС = r’₂ : r₁.

Через точку B проводят линию O₂B, которая представля­ет собой линию электромагнитной мощности.

8. Соединяя точки O₁ и К, получают линию полезной мощности.

На круговой диаграмме дуга О₂MК соответствует двигатель­ному режиму работы машины, точка K - режиму короткого замыка­ния при s = 1. Дуга KT характеризует работу машины в режиме электромагнитного тормоза (¥>s>1).

Определение рабочих характеристик по круговой диаграмме

Для определения рабочих характеристик двигателя по круговой диаграмме задается ряд точек на круге токов.

Порядок нахождения точки М, соответствующей максимально­му значению момента двигателя, показан на рис. 18.2 (FM ^ O₂T и MG ^ O₂H). Из выбранной точки (например, точка N) опуска­ется перпендикуляр Nd на диаметр O₂H. Отрезок ОN в масштабе тока представляет собой ток статора, отрезок O₂N – при­веденный ток ротора. Угол между осью ординат и прямой равен углу сдвига между напряжением и током статора.

В масштабе мощности отрезок Nd представляет собой под­веденную мощность Р₁ , отрезок Na₁ – полезную мощность Р₂ , отрезок Nb – электромагнитную мощность, отрезок Nb в масш­табе момента представляет собой электромагнитный момент двигате­ля. В масштабе мощности отрезок cd равен потерям в стали, от­резок cb - потерям в меди статора, отрезок ab - потерям в ме­ди ротора, отрезок aa₁ – механическим потерям.

Скольжение s определяется как отношение потерь в меди ро­тора к электромагнитной мощности, т.е. s = ab / Nb. Кпд дви­гателя равен отношению полезной мощности к подведенной, т.е. h = Na₁ / Nd.

Определенные таким образом для различных точек значения I₁, Р₁, Р₂, h, cosj, M, s, n заносят в таблицу, на основании которой затем строятся рабочие характеристики.

Содержание отчета

1. Паспортные данные исследуемого двигателя, используемых приборов.

2. Электрическая схема установки.

3. Таблицы измерений и вычислений.

4. Характеристики холостого хода и короткого замыкания.

5. Круговая диаграмма, построенная на основании опытов холос­того хода и короткого замыкания.

6. Рабочие характеристики двигателя, построенныена основа­нии круговой диаграммы.

Контрольные вопросы

1. При каких условиях геометрическим местом концов векторов тока при изменении скольжения асинхронной машины является окруж­ность?

2. Покажите, что отрезок Nd представляет собой в масшта­бе мощности подведенную мощность, отрезок Nb - электромагнит­ную мощность, Na₁ – полезную мощность, а отрезок a₁d - суммарные потери. Какие потери выражают отрезки a₁а, аb, bc, cd?

3. Как определяется скольжение и кпд по круговой диаграмме? Расскажите, как строится шкала КПД, шкала скольжений.

4. В чем погрешности построения пусковых характеристик асин­хронного двигателя на основании круговой диаграммы?

5. Расскажите, как строится круговая диаграмма по опытам хо­лостого хода и короткого замыкания.

6. Расскажите, как по круговой диаграмме определяются данные для построения рабочих характеристик двигателя.

7. Покажите участок круговой диаграммы, соответствующей ге­нераторному режиму.