Рабочие характеристики асинхронного двигателя.

Рабочими характеристиками называются зависимости эксплуатационных параметров двигателя от полезной мощности Р₂ на его валу. К этим параметрам относятся:

- скорость вращения или скольжение;

- вращающий момент;

- коэффициент мощности;

- коэффициент полезного действия;

- ток, потребляемый двигателем из сети (ток статора).

Характерный вид рабочих характеристик асинхронного двигателя приведен на рис.12.

Рис.12. Рабочие характеристики асинхронного двигателя.

Р₁ - активная мощность, потребляемая из сети;

Q₁ – реактивная мощность, потребляемая из сети;

Р₂ - полезная мощность на валу;

Р_2ном - номинальная полезная мощность на валу;

I₁ – ток статора;

I_1ном – номинальный ток статора;

М – вращающий момент двигателя;

М_ном – номинальный вращающий момент двигателя;

- коэффициент полезного действия;

– коэффициент мощности.

- относительная скорость вращения ротора;

- относительный потребляемый ток;

- относительный вращающий момент двигателя.

Скоростная характеристика. При идеальном холостом ходе, т.е. при Р₂=0, ротор вращается со скоростью магнитного поля. По мере увеличения нагрузки скорость вращения ротора уменьшается, а скольжение увеличивается. Асинхронный двигатель имеет жесткую скоростную характеристику. Скорость двигателя изменяется незначительно при изменении нагрузки от холостого хода до номинального значения.

Потребляемый двигателем ток. Ток холостого хода двигателя большой и составляет 0,2-0,5 от номинального значения. По мере увеличения нагрузки увеличивается и ток статора.

Коэффициент мощности. Коэффициент мощности асинхронного двигателя всегда меньше единицы. При холостом ходе его значение не превышает 0,2-0,3. Из-за малого значения коэффициента мощности нежелательна длительная работа двигателя без нагрузки.

Коэффициент полезного действия. При отсутствии нагрузки коэффициент полезного действия равен нулю. КПД повышается по мере увеличения нагрузки и достигает максимума при нагрузках, близких к номинальным.

Пуск асинхронных двигателей.

Пусковые свойства асинхронного двигателя определяются особен­ностями его конструкции, в частности устройством ротора.

В большинстве случаев двигатели с короткозамкнутым ротором пус­кают в ход прямым включением обмоток статора к питающей сети. Этот способ пуска прост и быстр. Для его осуществления необходим лишь простейший коммутирующий аппарат - выключатель. Однако следует помнить, что при прямом включении двигателя кратность пускового тока составляет от 4 до 7 номинального значения тока. Кратко­временный толчок пускового тока безопасен для двигателя. Однако он вызывает кратковременное понижение напряжение в сети, что может оказать неблагоприятное влияние на работу других потребителей электрической энергии. Следует иметь в виду еще один недостаток прямого пуска асинхронного двигателя - это кратность пускового момента, которая составляет 1,1...1,4.

Таким образом, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором при пуске имеет большую силу тока при относительно небольшом вращающем моменте.

Для уменьшения величины пусковых токов двигатели с короткозамкнутым ротором пускают в ход при пониженном напряжении пи­тающей сети. Практическая реализация данного способа требует не только дополнительных элементов, например регулируемых трехфазных трансформаторов, но и приводит к снижению величины пускового момента. Наибольшее распространение получил способ, при котором двигатель, работающий при соединении обмоток статора по схеме треугольник, пускают в ход без нагрузки путем переключения схемы соединения его об­моток. При пуске обмотки статора соединяют по схеме звезда, а при достижении им частоты вращения, близкой к номинальной, при помощи специального переключателя обмотки соединяют по схеме "треугольник" и нагружают двигатель. Пусковые свойства двигателя с фазным ротором существенно от­личаются от двигателя с короткозамкнутым ротором за счет возмож­ности включения в цепь ротора внешнего пускового реостата.

Сопротивление каждой фазы пускового реостата выбирается таким, чтобы обеспечить при пуске максимальный момент. По мере разго­на ротора уменьшается скольжение, а вместе с ним ЭДС и сила тока ротора, вследствие чего падает и вращающий момент. Для получения вращающего момента, близкого к максимальному, сопротив­ление пускового реостата постепенно уменьшают. Наконец, когда ротор двигателя достигает нормальной скорости, сопротивления пусковых реостатов замыкаются накоротко.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.

ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ.

Цель работы: Экспериментальное определение механических и рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.