4.6. Влияние на характеристики асинхронного двигателя

добавочных активного и индуктивного сопротивления в цепи

статора

Добавочное активное или индуктивное сопротивление включа­ют в цепь статора для ограничения пусковых токов асинхронных двигателей [4]. Выясним поведение механической и электромехани­ческой характеристик асинхронного двигателя. При введении r_доб и х_доб в цепь статора синхронная скорость не изменяется, а критическое скольжение и критический момент уменьшаются:

; (4.36)

; (4.37)

; (4.38)

4.39) Пусковой момент определим из уравнения (4.10) при s = 1:

;

. (4.40)

Следовательно, пусковой момент двигателя при введении в цепь

статора добавочного сопротивления снижается. Это явление необходимо учитывать при эксплуатации электроприводов различных технологических линий, отдельных машин и механизмов. При повышеннй нагрузке электродвигатель с включенными в цепи статора добавочными сопротивлениями может не запуститься, От этого может пострадать вся технологическая цепочка производства.

Рис.4.6. Механические характеристики асинхронного двигателя при введении в цепь статора добавочных сопротивлений: 1- активного, 2- индуктивного, 3 – естественная характеристика..

Промежуто­чные точки искусственной характеристики можно определить по формуле (4.20), подставляя значения s_ки и М_ки (рис.4.6).Для построения искусственной электромеханической характе­ристики при введении добавочного сопротивления запишем выра­жение механической характеристики (4.10):

М = 3∙I’_2е ∙ r’₂ / ω_o ∙ s; (4.41 )

пусть I₂ ≈ I_стат; тогда для любой постоянной скорости ω или s

М_е = I_е²∙А; М_и = I_и²∙А (4.42 )

г де A = 3r₂'/ ω_os, откуда

Значит, для построения искусственной электромеханической характеристики необходимо иметь графики М_е, М_и, I_е. Задаваясь значением скорости, определим М_е, М_и и I_е, а затем по выражению (4.42) определим I_и.

4.7. Включение добавочного активного сопротивления в цепь

ротора

Добавочное активное сопротивление в цепь ротора асинхрон­ного двигателя включают для ограничения пусковых токов и ре­гулирования частоты вращения. Синхронная угловая скорость ω_о не изменяется, критическое скольжение s_к растет, так как увеличивается сопротивление ротора в соответствии с формулой (4.12.):

Значение критического момента М_к не изменяется, так как оно не зависит от r₂

(4.43)

Пусковой момент двигателя изменяется: вначале возрастает и при

достигает величины критического момента (М_п = М_к). Дальнейшее увеличение добавочного сопротивления приводит к снижению пускового момента.

Определим соотношение скольжения двигателя при работе на естественной и искусственной характеристиках. Момент двига­теля на естественной характеристике:

на искусственной характеристике:

Приравниваем М_е и М_и, учитывая, что М_ке, = М_ки:

Обозначим: s_е /s_ке = y; s_и/s_ки = z. Тогда последнее уравнение

можно записать в виде

y +1/y = z +1/z.

Решим это уравнение:

Уравнение имеет смысл при y = z. При yz = 1, y = 1/z или , что не имеет физического смысла, так как . Таким образом при

(4.44)

Для построения искусственной механической характеристики сначала необходимо построить естественную. Затем задаваясь значением момента М₁, определить по графику s_е1 и рассчитать s_и1:

На практике достаточно взять значение момента двигателя от нуля до М_к (четыре-пять точек) и построить искусственную характеристику (рис.4.7). Электромеханическую характеристику рассчитываем по выражению, как для случая с добавочным активным сопротивлением в цепи статора.

Рис. 4.7. Механические и электромеханические характеристики

асинхронного двигателя при введении добавочного резистора

в цепь ротора.