36.Рабочие хар-ки асинхронного двигателя, их анализ.

Рабочие характеристики АД

О работе АД судят по их рабочим характеристикам, под которыми понимают следующие графические зависимости

– ; ;

– ; и .

Данные характеристики АД снимаются при постоянстве значения напряжения и частоты питающей сети и величины регулировочного сопротивления в цепи ротора, т.е. при выполнении равенств

и .

По рабочим характеристикам при любом значении мощности в пределах от Холостого Хода до номинальной можно определить все величины, характеризующие работу электродвигателей.

Как было уже отмечено ранее, частота вращения ротора асинхронного двигателя в режимах от холостого хода до номинальной нагрузки изменяется незначительно (2-8)%.

Следовательно

откуда

, при номинальном скольжении

ВЫВОД:

Частота вращения АД под нагрузкой изменяется всего на несколько процентов (незначительно).

С учетом последнего замечания полезную мощность на валу АД можно представить в виде равенства

.

Откуда электромагнитный момент двигателя равен

, где .

Поэтому электромагнитный момент практически линейно зависит от полезной мощности на валу двигателя.

Характер изменения тока двигателя от холостого хода до номинального режима имеет следующий вид.

Ток Холостого Хода АД равен I₀ =(1040)%I_1Н

Кривая КПД имеет типичную форму для всех электрических машин. Максимальное значение КПД двигателя, как правило, имеет место в номинальном режиме работы.

В режиме холостого хода коэффициент мощности АД имеет минимальное значение равное . С увеличением нагрузки значение коэффициента мощности возрастает и достигает своего максимального значения в номинальном режиме . Меньшее значение коэффициента мощности соответствует двигателям малой мощности большее – большой мощности.

Механические характеристики АД

Одна естественная механическая характеристика и множество искусственных хар-к.

Естественная механическая характеристика снимается при номинальных параметрах питающей сети и отсутствии добавочных сопротивлений.

При несоблюдении любого из этих условий механические характеристики являются искусственными.

Все характеристики пересекаются в одной точке

; Ранее получено выражение для электромагнитного момента АД:

,

При уменьшении питающего напряжения уменьшается критический и пусковой моменты.

При изменении частоты питающего тока изменяется частота вращения магнитного поля

f1Н f1/  f1// U1Н=const f1 ; n1 

Критический момент равен: , где индуктивное сопротивление

где – индуктивности фаз обмоток статора и ротора.

37.Способы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

1.Пуск асинхронного двигателя

При выборе способа пуска двигателя исходят из его пусковых свойств. Стремятся понизить кратность пускового тока

кратность пускового момента

и время пуска.

Способы пуска АД с короткозамкнутым ротором.

ПРЯМОЙ ПУСК

Как правило, такие двигатели пускаются путем непосредственного подключения обмотки статора к трёхфазной сети.

Такой пуск называется прямым.

При таком способе пуска пусковой ток в (4-8) раз превышает номинальный ток двигателя

.

Применяется для АД мощность которых не превышает 10 кВт.

В противном случае применяют специальные способы пуска.

Процесс пуска АД составляет доли секунды.

Если такой пусковой ток опасен для питающей сети, то напряжение может уменьшится, а это опасно для других АД (возможно «опрокидывание» АД). Поэтому применяются специальные способы пуска.

Пуск АД с переключением обмотки статора со звезды на треугольник

Используется для тех АД обмотка статора которых в нормально работает при соединении треугольник.

Рассмотрим подробно пусковые условия в этих случаях

– при соединении фаз АД звездой

; ; и

Значение пускового тока в этом случае равно

– при соединении фаз АД треугольником

; ; и

Рассмотрим отношение пусковых токов

Таким образом, при данном способе пуска достигают уменьшения кратности пускового тока в три раза. Однако с учетом того, что электромагнитный момент АД пропорционален квадрату напряжения питания, в этом случае имеет место снижение в три раза пускового момента.

Первоначально переключатель П устанавливается в положении «2» при котором фазы обмотки статора соединяются звездой. Подают питание на обмотку статора. При этом на фазах статора подается пониженное значение напряжения. Дожидаются разгона двигателя до номинальной скорости и переводят переключатель в положение «1» при котором фазы статора соединятся треугольником и на них подается номинальное напряжение.

Иногда для уменьшения пускового тока при одновременном увеличении пускового момента обмотка короткозамкнутого ротора выполняется с повышенным активным сопротивлением (бронза).Механические характеристики

Существенный недостаток такого АД заключается в повышенных электрических потерях в роторе .

Пуск АД с фазным ротором

При данном способе пуска АД в цепь обмотки ротора вводятся дополнительные активные сопротивления, тем самым добиваются одновременно снижения пускового тока и увеличения пускового момента.

Из упрощенной схемы замещения для приведенного значения пускового тока ротора имеем

Как ранее установлено критическое скольжение АД определяется выражением

При наличии добавочного сопротивления в цепи ротора АД выражение для критического скольжения принимает вид

После выполнения тождественных преобразований получаем

.

Таким образом, изменяя величину добавочного сопротивления в цепи ротора можно увеличивать критическое значение АД. При этом критический момент не зависит от активного сопротивления ротора. Величина дополнительного сопротивления может быть подобрана такой при которой пусковой момент АД будет равняться его максимальному моменту.

при этом

и .

Обычно пусковой реостат состоит из нескольких ступеней, которые выводятся из цепи фазного ротора.