Вопрос 46.
Механической
характеристикой называется зависимость
частоты вращения двигателя от вращающего
момента
при
.
Её можно построить используя зависимость
и соотношения между n2 и S (
или
).
Из формулы для скольжения (из круглой
скобки) получаем, что скорость вращения
ротора АD:
,откуда
видно, что частота вращения ротора n2 и
скольжение являются линейно-зависимыми
величинами (при n1=const). При S=1 n2=0, а при
S=0 n2=n1. Следовательно, точке S=1 на оси
абсцисс соответствует точка n2=0, т.е.
начало оси для частоты вращения.
Совместив начала осей для момента M и частоты n2 и повернув оси на угол 90 по часовой стрелке, получим механическую характеристику AD (рис. 6.22).
а)
– с короткозамкнутым ротором; б) – с
фазным ротором;
Точка «с» –
начало пуска; «с-в» – разгон; «а-в» –
рабочий участок.На ней можно отметить
максимальный момент
,
пусковой момент
(момент при пуске двигателя, т.е. при
);
номинальный момент
,
соответствующий номинальному режиму
работы двигателя( ему соответствует
номинальная частота вращения ротора
,
указываемая в паспорте двигателя).
Двигатель
разгоняется в соответствии с механической
характеристикой: разгон начинается с
точки «с», затем проходит точка «в» и
двигатель оказывается в установившемся
режиме, т.е. вращается с частотой
на участке «а-в» в точке, соответствующей
условию
(где
- тормозящий момент). Т.к. точки
характеристики на участке «в-с»
соответствует разгону, а рабочим участком
является участок «а-в», на котором при
изменении вращающего момента от О до
частота вращения двигателя меняется
мало. Такая механическая характеристика
называется жесткой характеристикой.
Устойчивая
работа двигателя, т.е. работа при
,
возможна только на участке «а-в».
Допустим, что в исходном режиме двигатель
работает в точке “a’” механической
характеристики (рис.6.23).
Т.е.
имеет частоту вращения
и развивает вращающий момент
.
Если при этом увеличивается тормозной
момент от
до
,
то возникает неравенство моментов:
.
Т.к. тормозной момент становится больше
вращающего момента, то ротор начинает
тормозиться, увеличивается скольжение,
Э.Д.С. и ток ротора, а, следовательно,
увеличивается и вращающий момент
двигателя. Замедление ротора продолжается
до тех пор, пока не наступит равенство
моментов:
=
.
При этом устанавливается постоянная
частота вращения
.
Этим значениям на графике соответствует
точка
.
При уменьшении тормозного момента
рассматриваемые величины изменяются
в обратном порядке.
Таким образом, как бы не изменялся тормозной момент в пределах участка «а-в», двигатель может так изменить вращающий момент, что условие его устойчивой работы всегда сохранится. В этом заключается свойство внутреннего саморегулирования АD.
Когда тормозный
момент становится равным максимальному,
вращающий момент начинает уменьшаться
и равенство становится невозможным –
двигатель останавливается. Поэтому
максимальный момент называют также
ОПРОКИДЫВАЮЩИМ МОМЕНТОМ. Механическая
характеристика АD при
(Рис.
6.22а) относится к коротко замкнутому
ротору и называется ЕСТЕСТВЕННОЙ.
Вопрос 47.
Рабочие характеристики асинхронного
двигателя представляют собой графически
выраженные зависимости частоты вращения
,
к.п.д., полезного момента (момента на
валу)
,
коэффициента мощности
и тока статора
от полезной мощности
при
и
.
Рабочие характеристики АD.
Скоростная
характеристика
.
Частота
вращения ротора АD:
.
Скольжение:
.
(Электрические
потери в роторе прямо пропорциональны
скольжению:
,
где электромагнитная мощность асинхронного
двигателя), т.е. скольжение двигателя,
а, следовательно и его частота вращения
определяются отношением электрических
потерь в роторе к электромагнитной
мощности
.
Пренебрегая
электрическими потерями в роторе в
режиме холостого хода (
),
можно принять, что
и
.
По мере увеличения нагрузки на валу
двигателя отношение
растёт, достигая значений 0,01-0,08 при
номинальной нагрузке. В соответствии
с этим зависимость
представляет собой кривую слабо
наклонённую к оси абсцисс. Однако, при
увеличении активного сопротивления
ротора
угол наклона этой кривой увеличивается.