4.4. Асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамалары

Асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамаларын тұрғызу үшін алмастыру сұлбасын пайдаланады (4.9-сурет).

4.9-сурет. Асинхронды қозғалтқыштың алмастыру сұлбасы.

Мұнда: s = - асинхронды қозғалтқыштың (АҚ) сырғанауы;

₀= немесе ₀= - синхронды бұрыштық айналу жиілігі,

мұнда ₁ - желінің жиілігі (50Гц);

р - полюстердің жұп саны.

Келтірілген алмастыру сұлба бойынша екінші ретті ток үшін мынадай болады:

I₂^/ = (4.26)

айналдыру моменті:

M = (4.27)

теңдеу (4.26) теңдеуге қойып, табамыз:

М = (4.28)

= 0-ге тең деп алып, қозғалтқыштың моменті максимал (критикалық) болғандағы s_к критикалық сырғанау мәнін анықтаймыз:

s_к =  (4.29)

s_к мәнін (4.28) теңдеуіне қойып, М_к моменттің максимал мәні үшін өрнекті табамыз:

М_макс = (4.30)

«+» - таңбасы қозғалтқыштық режимге, ал «-» таңбасы желімен параллель істейтін генераторлық режим жұмысына жатады.

4.10- сурет. Асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамалары.

4.10-суретте асинхрондық қозғалтқыштың механикалық сипаттамасының ерекше нүктелері көрсетілген.

1) s = 0; М = 0 - АҚ синхронды жылдамдықта;

2) s = s_ном;М = М_ном - номинал моментпен номинал жылдамдыққа сәйкес;

3) s = s_к; M = M_мқ - қозғалтқыштық режимдегі максимал момент;

4) s = 1,0; M = M_п = - бастапқы жүргізу момент;

5) s = -s_к; М = М_к.г. - желімен параллель істейтін генераторлық режим жұмысына жататын максималды момент.

Максималды момент ротордың активтік кедергісінен R₂ тәуелсіз, ал ротордың кедергісі ұлғайған сайын, критикалық сырғанау да өседі. Осы себептен фазалы роторлы АҚ-тың ротор тізбегіне кедергі қосқан кезде М_макс қисығы да сырғанау өскен жаққа ығысады.

4.11- сурет. Фазалы роторлы асинхрондық қозғалтқыштың табиғи және реостаттық механикалық сипаттамалары.

4.5. Тежеу режимдеріндегі ақ-тың механикалық сипаттамалары

Асинхрондық қозғалтқышын тежеудің үш негізгі әдістері бар:

а) қарсы қосу арқылы тежеу режимі;

б) генераторлық тежеу режимі;

в) динамикалық тежеу режимі.

а) қарсы қосу арқылы тежеу режимі

Егер де ротор айналып тұрған кезде статордың магнит өрісінің айналу бағытын екі фазалық сымдардың орындарын алмастыру арқылы өзгертсек, онда ол өріс роторға тежеу әрекетін көрсетеді. Ротор магниттік өріске қарсы айналғандықтан сырғанау s>1 болады. Егер де ротордың сақинасы бар болса, онда қарсы қосу тоғын шектеу үшін, ротор тізбегіне R_қос активтік кедергі қосады.

4.11-суретте ротор тізбегіне әр түрлі R_қос қосымша кедергілер қосылған кездегі қарсы қосу режиміндегі асинхронды машинаның механикалық сипаттамалары келтірілген.

4.11- сурет. Қарсы қосу режиміндегі АҚ-тың механикалық сипаттамалары.

Қарсы қосу арқылы тежеу режимі механизмдерді тез тоқтау үшіп қолданады. Оның құндылығы, айналу жылдамдығы аз болған кезде үлкен тежеу моменттерді құруы. Тежеу процесі кезінде қозғалтқыш электр энергияны коректену көзінен алады, ол энергияны қозғалтқыштың және ротор тізбегіне қосылған реостаттың активтік кедергілерінде жылу ретінде бөлініп айналаға тарап кетеді. Ротордың айналу жылдамдығы нөлге дейін төмендеген кезде қозғалтқышты желіден ажырату керек, әйтпесе ротор қарсы бағыт жаққа айналып кетеді.

б) генераторлық тежеу режимі

Генераторлық тежеу режимі ауыр жүкті түсіру кезінде пайдаланады, мысалы: жүкті кран арқылы түсіру кезінде. Қозғалтқыш бұл жағдайда, түсіру бағытқа сәйкес қосылады да, жүктің жылдамдығы синхронды айналу жиілік n₁- ге жақын шектеледі, ал жүктің қамданған энергиясы желіге беріледі.

Қозғалтқыштық режимнен генераторлық режимге, ротордың айналу жиілігі n₂-ге, магнит өрісінің айналу жиілігі n₁-ден асқан кезінде автоматты түрде өтеді.

Генераторлық режимнің механикалық сипаттамасын қозғалтқыштың механикалық формуласына теріс сырғанауды қою арқылы кұруға болады (4.12-сурет).

Генераторлық режимде қозғалтқыштық режимдегі максималды моменттен 30-40% үлкен болады, себебі генераторлық режимде Е₁ > U₁, ал сондықтан магниттік ағын және максималды момент күші ұлғаяды.

4.12- сурет. Генераторлық режимдегі АҚ-тың механикалық сипаттамасы.

в) динамикалық тежеу режимі

Динамикалық тежеу режимі кезінде қозғалтқыштың статоры желіден ажыратылады да, екі фазасы тұрақты ток көзіне қосылады (2.22-сурет). Қаралып отырған режимде асинхрондық машинаның жұмысын сараптасақ статордың орамасынан өтетін І_қ қоздыру токты эквиваленттік айнымалы ток І_экв алмастырады. Эквиваленттік ток магниттік қозғаушы күшті тудырады, яғни, Ғ_экв = Ғ_қ, жалпы жағдайға байланысты эквиваленттік айнымалы токтың мәнін анықтаймыз: I_экв = сI_қ, мұндағы коэффициент с статор орамасының қосылу сұлбасына және фазаның орамасына тәуелді.

4.13-сурет. Динамикалық тежеу режиміндегі АҚ-тың қосылу сұлбасы.

Егер де магниттеуші контурдың индуктивтік кедергісін Х_μ = const деп есептесек, онда:

М_макс= , s_кр =

Қаралып отырған режим үшін механикалық сипаттамаларды (4.13-сурет) мына теңдеу бойынша тұрғызуға болады:

М =

Х_т ≥ X₁, болғанықтан s_кр^/ кедергі R₂ мәні өзгермегенде, s_кр = ,

неғұрлым аз болады.

4.14-сурет. Динамикалық тежеу режиміндегі АҚ-тың механикалық сипаттамалары.

Динамикалық тежеу моментінің механикалық сипаттамалар түрін реттеуді келесі мәндерді өзгерту арқылы іске асыруға болады:

-статор орамасындағы қоздыру токты І_к; неғұрлым ток І_қ үлкен болса, соғұрлым максималды момент үлкен болады;

-ротор тізбегіндегі қосымша кедергі R_қос арқылы, активтік кедергіні: неғұрлым R _қос үлкен болса, соғұрлым қисық жоғары жатады.

Мысалы, 4.14-суреттегі қисық 1 - қоздыру токқа І_к1 және қосымша R_қос кедергіге сәйкес; қисық 2 – І_кІ токқа және кедергіге сәйкес; қисық 3 – І_қ токқа және кедергіге сәйкес.