Расчет механических характеристик электродвигателя

Насос Н-8 вращается двигателем АИМ160S2. Технические характеристики электродвигателя приведены в таблице 6.

Записываем уравнение Клосса

(29)

где М_к – критический момент на валу двигателя, Н∙м;

a – отношение активных сопротивлений обмоток статора и ротора;

s – скольжение;

s_к – критическое скольжение.

Определяем

– номинальный момент вращения, Н∙м

(30)

– максимальный (критический) момент на валу двигателя, Н∙м

(31)

– пусковой момент, Н∙м

(32)

Подставив числовые значения в формулы (30)-(32), получим

Для номинального и пускового режимов из (29) получим систему уравнений

Подставив числовые значения, получим

Решив систему с помощью программы «Mathcad», найдём 0,3524, а = 8,9456.

Выполним проверку полученных значений.

Получим

Таким образом, уравнение (30) примет вид

(33)

или

(34)

Зададимся законом частотного управления

(35)

где U₁ – напряжение на статоре, В;

– угловая частота питающей сети, рад/с.

Критический момент можно определить по формуле

(36)

где Z – полное сопротивление, Ом.

Для номинального режима

(37)

Определяем номинальную угловую частоту питающей сети

(38)

где – номинальная частота питающей сети, Гц.

Подставив числовые значения в формулы (30), (29), получим

Получаем зависимость критического момента от угловой частоты питающей сети

(39)

Частота вращения определяется по формуле

Таблица 21 - Данные для построения семейства механических характеристик

ω1, рад/с	62,8	125,6	188,4	251,2
Мк, Н∙м	23,55	47,1	70,65	94,2	117,75
s	ω, рад/с	М, Н∙м	ω, рад/с	М, Н∙м	ω, рад/с	М, Н∙м	ω, рад/с	М, Н∙м	ω, рад/с	М, Н∙м
	62,80		125,60		188,40		251,20		314,00
0,05	59,66	14,51	119,32	29,02	178,98	43,53	238,64	58,04	298,30	72,55
0,1	56,52	19,36	113,04	38,71	169,56	58,07	226,08	77,43	282,60	96,79
0,15	53,38	21,56	106,76	43,11	160,14	64,67	213,52	86,23	266,90	107,78
0,2	50,24	22,67	100,48	45,33	150,72	68,00	200,96	90,67	251,20	113,34
0,22	48,98	22,94	97,97	45,88	146,95	68,83	195,94	91,77	244,92	114,71
0,24	47,73	23,15	95,46	46,30	143,18	69,45	190,91	92,60	238,64	115,75
0,26	46,47	23,30	92,94	46,61	139,42	69,91	185,89	93,22	232,36	116,52
0,28	45,22	23,42	90,43	46,83	135,65	70,25	180,86	93,66	226,08	117,08
0,3	43,96	23,49	87,92	46,98	131,88	70,48	175,84	93,97	219,80	117,46
0,32	42,70	23,54	85,41	47,08	128,11	70,62	170,82	94,15	213,52	117,69
0,4	37,68	23,52	75,36	47,04	113,04	70,56	150,72	94,08	188,40	117,60
0,5	31,40	23,22	62,80	46,44	94,20	69,66	125,60	92,88	157,00	116,09
0,6	25,12	22,77	50,24	45,54	75,36	68,31	100,48	91,08	125,60	113,85
0,7	18,84	22,25	37,68	44,50	56,52	66,76	75,36	89,01	94,20	111,26
0,8	12,56	21,71	25,12	43,41	37,68	65,12	50,24	86,83	62,80	108,54
0,9	6,28	21,16	12,56	42,31	18,84	63,47	25,12	84,63	31,40	105,78
		20,61		41,22		61,83		82,45		103,06

(40)

Построим семейство механических характеристик электродвигателя. Для этого при пяти разных значениях будем определять значение критического момента по формуле (39). Для каждого значения будем задаваться значениями скольжения от 0 до 1 и по формулам (34) и (40) будем определять значения вращающего момента и скорости вращения.

Данные для построения семейства механических характеристик приведены в таблице 21. Механические характеристики электродвигателя и насоса изображены на рисунке 12.

1 – 62,8 рад/с, 2 – 125,6 рад/с, 3 – 188,4 рад/с,

4 – 251,2 рад/с, 5 – 314 рад/с

Рисунок 12 – Механические характеристики насоса (6) и двигателя (1-5)