2.4. Основные характеристики двигателя

К основным техническим характеристикам трехфазного асинхронного электрического двигателя относятся мощность, частота вращения, коэффициент полезного действия, коэффициент мощности (cos φ), масса. Есть и другие важные характеристики двигателя, о которых будет сказано ниже.

Относительное отставание ротора от вращающегося магнитного поля характеризуется скольжением, которое определяется по формуле:

s = (n₁ - n)/n₁,

где s – скольжение; n₁ – частота вращения магнитного поля статора;

n – частота вращения ротора.

Учитывая, что частота вращения магнитного поля n₁ = 60f/p, можно определить частоту вращения по формуле:

n = 60f(1 - s)/p.

Скольжение измеряют также в процентах. Меняя число пар полюсов обмотки статора, можно регулировать частоту вращения магнитного поля, а следовательно, и частоту вращения асинхронного двигателя.

Важной характеристикой асинхронного двигателя служит вращающий момент. Он создается благодаря действию сил, обусловленных взаимодействием магнитных полей статора и ротора. Значение вращающего момента зависит от скольжения (рис. 13). Устойчивая работа двигателя возможна лишь при скольжении, которому соответствует возрастание вращающего момента (например, при скольжении s_A и вращающем моменте М_A). При скольжении же s_B и моменте М_B частота вращения двигателя станет уменьшаться и может дойти до нуля.

При пуске асинхронного электродвигателя вращающееся магнитное поле пересекает обмотку ротора с большей скоростью, чем при работе двигателя, так как в момент его пуска ротор неподвижен. Вследствие этого в обмотке ротора индуцируется большая по сравнению с номинальной ЭДС, а значит, по обмотке проходит и больший ток. Увеличение силы тока в обмотке ротора вызывает соответствующее увеличение силы тока в обмотке статора (это можно объяснить, опираясь на правило Ленца и закон сохранения энергии). Таким образом, при пуске асинхронного дви­гателя по обмотке статора проходит ток, в 5 – 7 раз превышающий номинальный. Поэтому пусковой вращающий момент больше номинального. Номинальный вращающий момент, как было изложено, меньше максимального вращающего момента. Вследствие этого пользуются следующими тремя характеристиками двига­теля: кратность пускового тока, кратность пускового момента и кратность максимального момента.

Рис. 13. Зависимость вращающего момента асинхронного двигателя

от скольжения

До середины 70-х гг. у нас в стране выпускали трехфазные асинхронные электрические двигатели серии А2 (защищенное исполнение) и А02 (закрытое обдуваемое исполнение). Эти двигатели и сейчас широко распространены в различных отраслях народного хозяйства. В обозначении типа двигателей данной серии число, стоящее после дефиса (черточки) за буквами, условно указывает габаритные размеры (длину и ширину) двигателя, после второго дефиса ставят цифру, указывающую число полюсов, например А2-61-8, А2-92-8, А02-52-4. В паспорте данных двигателей указываются и другие сведения, которые нужно учитывать при эксплуатации двигателей.

На базе двигателей серии А2 и А02 созданы и выпускаются в настоящее время двигатели единой серии 4А. Они рассчитаны на номинальные напряжения 220, 380, 660 В и мощность от 0,12 до 400 кВт (при частоте вращения 1500 об/мин). Двигатели серии 4А отличаются от серии А2 и А02 главным образом следующим: меньшие габаритные размеры, повышенная нагревостойкость и механическая прочность изоляции, меньший уровень шума и вибраций, большее удобство монтажа и эксплуатации, повышенная надежность.

Выбирая электродвигатель, учитывают условия эксплуатации и его техническую характеристику.