10 Построения механической характеристики двигателя
Под механической характеристикой двигателя понимается графическая зависимость частоты вращения ротора от момента нагрузки на валу (вращающего момента), т. е. n = f(M) при неизменном напряжении сети. От характера механической характеристики зависит пригодность асинхронного двигателя для привода различных производственных механизмов. Получить зависимости n = f(M) в явном виде нельзя.
Известно, что вращающий момент связан со скольжением так называемой формулой Клосса, которая в упрощенном варианте имеет вид:
где Мk = кМном – критический (максимальный) вращающий момент, Н·м;
–
коэффициент
допустимой перегрузки (из справочника);
Sk
–
критическое
скольжение, определяется как
Sном – номинальное скольжение,
Зная значения Мк и Sк, задаваясь значениями скольжения S в пределах его теоретических границ (от 0 до 1), определяем текущие значения вращающего момента М по формуле (2) и частоты вращения n двигателя по формуле n = n0 (1 – S). Расчетные данные сводятся в таблицу 3.
таблица 3
S |
0 |
0,025 |
0,04 |
0,075 |
0,1 |
0,16638 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
M, Нм |
0 |
113,63 |
175,75 |
289,71 |
341,43 |
386,64 |
380,18 |
274,21 |
199,12 |
154,16 |
125,19 |
n, об/мин |
1500 |
1462,5 |
1440 |
1387,5 |
1350 |
1250,43 |
1200 |
900 |
600 |
300 |
0 |
рисунок 2 механическая характеристика М = f(S)
рисунок 3 механическая характеристика n = f(M)
11 Анализ механическо характеристики
ТОЧКА 0 – М=0, S=0, n=1500 об/мин точка идеального холостого хода, теоретическая точка, магнитное поле статора и ротор вращаются с одинаковой частотой, не происходит пересечение ротора магнитными линиями поля статора. Закон электромагнитной индукции не выполняется Э.Д.С. в роторе равно Eр = 0, по закону Ома ток в роторе равен нулю Iр =0, по закону Ампера момент М = 0.
ТОЧКА 1 – М = Мном = 175,75 Нм, S = Sном = 0,04, n = nном =1440 об/мин номинальная точка.
УЧАСТОК 0-1 – рабочая зона двигателя.
ТОЧКА 2 – М = Мк = 386,64 Нм, S = Sк = 0,16638, n = nк =1250 об/мин максимальная точка, соответствует максимальному моменту и критическому скольжению.
УЧАСТОК 1-2 – зона перегрузки двигателя.
УЧАСТОК 0-2 – устойчивая часть характеристики.
ТОЧКА 3 - М = Мпуск = 125,19 Нм, S = 1, n = 0 об/мин – пусковая точка, рассчитана по формуле Клосса, и является расчетной точкой пуска.
ТОЧКА 4 - М = Мпуск = 351,493 Нм, S = 1, n = 0 об/мин – пусковая точка, рассчитана по паспортным данным двигателя, является реальной точкой пуска.
УЧАСТОК 2-3 – зона неустойчивой работы двигателя.