Занятие 38. Пусковые характеристики асинхронного двигателя
График зависимости М = f (s) называется пусковой характеристикой двигателя.
Изменяя значение скольжения от s = 0 до s = 1 и, находя по приведенной формуле значение момента можно пусковую характеристику.
Для устойчивой работы двигателя важно, чтобы автоматически устанавливалось равновесие вращающего и тормозящего моментов: с увеличением нагрузки на валу двигателя должен соответственно возрастать и вращающий момент.
Это уравновешивание у работающего асинхронного двигателя осуществляется следующим образом:
при увеличении нагрузки на валу тормозящий момент оказывается больше вращающего, вследствие чего скорость вращения ротора уменьшается – скольжение возрастает.
Повышение скольжения вызывает увеличение вращающего момента, и равновесие моментов восстанавливается при возросшем скольжении.
Однако зависимость вращающего момента от скольжения сложна. В частности, повышение скольжения вызывает увеличение вращающего момента только при изменении скольжения в определенных пределах. За этими пределами нарушенное равновесие моментов не восстанавливается – двигатель останавливается.
На пусковой характеристике имеются три характерных точки, определяющих условия работы двигателя. (А,Б,В)
В точке А двигатель работает устойчиво. Если двигатель под влиянием какой-либо причины уменьшит частоту вращения, то скольжение его возрастет, вместе с ним возрастет вращающий момент. Благодаря этому частота вращения двигателя повысится, и вновь восстановится равновесие электромагнитного и противодействующего моментов Мэм = М2;. В точке Б работа двигателя не может быть устойчива: случайное отклонение частоты вращения приведет либо к остановке двигателя, либо к переходу его в точку А. Следовательно, вся восходящая ветвь характеристики является областью устойчивой работы двигателя, а вся нисходящая часть - областью неустойчивой работы.
Точка Б, соответствующая максимальному моменту, разделяет области устойчивой и неустойчивой работы. Максимальному значению вращающего момента соответствует критическое скольжение Sk. Скольжению S = 1 соответствует пусковой момент. Если величина противодействующего тормозного момента М2 больше пускового МП, двигатель при включении не запустится, останется неподвижным.
Рис.38.1. Пусковая характеристика асинхронного двигателя.
Для целей электропривода большое значение имеет зависимость скорости
вращения двигателя от нагрузки на валу n=F(M); эта зависимость носит назва-
ние механической характеристики (рис.38.2).
По форме своей она отличается от кривой M=F(s) только положением по отношению к координатным осям.
Рис. 38.2. Механическая характеристика асинхронного двигателя
Занятие 39. Пусковой и максимальный момент двигателя
39.1. Моменты двигателя и потребляемый двигателем ток
На пусковой характеристике обычно показывают не только кривую моментов, но и кривую тока.
Рис.39.1. Пусковая характеристика асинхронного двигателя.
Рассмотрим по пусковой характеристике, как изменяется ток и момент двигателя в режиме пуска и его дальнейшей работы.
В начальный момент пуска ротор двигателя неподвижен (n2=0) , а в обмотке статора начинает вращаться с определенной скоростью вращающееся магнитное поле.( n1=3000)
Поэтому значение скольжения при пуске будет равно:
На характеристиках моментов и тока этом режим соответствует области, в которой находится точка В.
На графике моментов этот режим соответствует значению пускового момента М пуск, и значению тока Iпуск.
При раскрутке ротора его скорость становится больше нуля и, в соответствии с приведенной формулой значение скольжения уменьшается. На графике область работы двигателя сдвигается влево. При этом растет момент двигателя и уменьшается ток в обмотках, который в момент пуска имел наибольшее значение.
Момент двигателя увеличивается до своего наибольшего значения в точке Б характеристики. Эта точка на графике моментов характеризует наибольший момент двигателя М макс. Скольжение , соответствующее максимальному моменту двигателя называется критическим Sкрит..
Область работы двигателя от S=1 до Sкрит является неустойчивой работой двигателя. Достаточно в этой области повысить нагрузку на валу двигателя, как скольжение двигателя повышается, и двигатель может остановиться.
Поэтому асинхронный двигатель никогда не работает в области максимального момента.
Рабочей областью для двигателя является область со значениями скольжения лежащими в пределах s = 0,02 …0,08; (2…8%) . Этот режим работы двигателя называется номинальным режимом.
Соответственно параметры двигателя при этом режиме также называются номинальными. S ном; М ном; Iном.