2.5 Электромагнитный момент и механические характеристики ад.

АД получает от сети мощность Р₁. Часть мощности Р_П1 теряется в виде магнитных и электрических потерь первичной обмотки. Оставшаяся часть мощности Р_ЭМ, которая называется электромагнитной мощностью двигателя, расходуется на механическую работу (вращение ротора—то, ради чего изготовлен двигатель) и на потери Р_П2 в роторе. Ротор, вращая нагрузку с моментом М и круговой частотой , создает мощность Р = М . Следовательно,

М = Р_ЭМ - Р_П2 2.16

На вращение ротора уходит часть электромагнитной мощности, пропорциональная его относительной скорости : Р_{ЭМ .} Значит, потери ротора

Р_П2= Р_ЭМ- Р_ЭМ = Р_ЭМ(1- )= Р_ЭМ =Р_ЭМS, 2.17

откуда Р_ЭМ= и соотношение 2.16 преобразуется следующим образом:

М = - Р_П2= Р_П2( )=Р_П2 = Р_П2 = Р_П2 , откуда

M= Р_{П2 .} 2.18

Из 2.18 следует важный вывод: электромагнитный момент пропорционален электрическим потерям ротора (!) или иначе: электрические потери ротора пропорциональны электромагнитному моменту.

Электромагнитный момент АД является очень важной характеристикой двигателя. Значения момента в зависимости от скорости вращения или от скольжения изображают графически и называют механическими характеристиками. Иногда пользуются аналитическими выражениями этих зависимостей.

На рис.2.6 показаны механические характеристики АД: зависимость М(n)—момента от скорости вращения (рис. 2.6а) и М(S)—момента от скольжения (рис. 2.6б).

Рисунок 2.6 Механические характеристики АД

На этих рисунках показаны следующие величины. М_НОМ , n_НОМ и S_НОМ (номинальный момент, номинальное количество оборотов двигателя и номинальное скольжение соответственно); М_П - пусковой момент двигателя (при скольжении S = 1); М_MAX -- максимальный момент двигателя, возникающий при критических значениях скорости n_R и скольжении S_К. АВ -- участок устойчивой работы двигателя.

При пуске (n =0, S=1 ) двигатель развивает пусковой момент М_П, который в зави­симости от конструкции двигателя может быть как больше, (левая характеристика), так и меньше М_НОМ. В любом случае М_П должен быть больше момента нагрузки при пуске. Иногда для этого основную часть нагрузки приходится отключить, чтобы двигатель мог набрать обороты. С ростом числа оборотов момент также растет. При скорости n_R ( скольжении S_К. ) момент достигает максимального значения М_MAX , после чего начинает падать. Скорость n_R и скольжение S_К называются критическими. После того, как двигатель преодолел критическую точку, его момент при увеличении скорости падает. Нагрузка может иметь любое значение на участке АВ, называемом рабочим участком механической характеристики. На этом же участке находится точка номинального режима работы, от которой могут в зависимости от нагрузки отклоняться рабочие точки. Пересечение механических характеристик с осью n (S) происходит в точке синхронной скорости магнитного поля n_С при S=0.

При работе двигателя на рабочем участке нагрузочный момент может достигнуть максимального значения. При превышении этого значения на малую величину электромагнитный момент двигателя упадет, что вызовет увеличение скольжения и падение скорости. Даже уменьшение нагрузочного момента может не спасти двигатель от остановки. Точка (n_R , М_MAX) определяет предел устойчивой работы АД. Чтобы работа АД была устойчивой и случайные кратковременные перегрузки не вызвали остановок двигателя, необходимо, чтобы М_MAX значительно превышал М_НОМ. Это качество двигателя характеризуется перегрузочной способностью двигателя.

= 2.19

Перегрузочная способность двигателей общего назначения =1,7…2,5