1.2. Работоспособность асинхронных двигателей.

Асинхронные машины не имеют ограничений на кратковременное превышение тока (опасно лишь длительное превышение тока вследствие перегрева двигателя). Основным оценочным показателем при проверке работоспособности двигателя является перегрузочная способность по моменту . Величина в значительной степени зависит от способа построения электропривода на основе асинхронного двигателя. В разомкнутых системах регулирования перегрузочная способность определяется принципом действия двигателя, так как развиваемый двигателем электромагнитный момент не может превышать критическое значение (рис. 3).

Рис.3. Механические характеристики асинхронного двигателя

При эксплуатации двигателя необходимо дополнительно учитывать допускаемое ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» длительное предельно допустимое отклонение напряжения в пределах ±10%. Так как развиваемый двигателем момент изменяется пропорционально квадрату приложенного напряжения, то в качестве допустимого момента следует принять значение

(1.7)

- паспортное значение критического момента, соответствующее номинальному напряжению питания.

В большинстве случаев М_кр = (2,1...2,3)М_Н. Следовательно, для асинхронных двигателей, работающих в разомкнутых системах регулирования, перегрузочная способность по моменту невысока:

(1.8)

Замкнутые системы регулирования скорости на основе асинхронных двигателей строятся с использованием тиристорных регуляторов напряжения (TPH), обеспечивающих изменение напряжения питания при неизменной частоте, и преобразователей частоты, обеспечивающих одновременное регулирование и напряжения, и частоты.

При использовании TPH перегрузочная способность двигателя на (10-20)% ниже перегрузочной способности (1.8). В системах частотного регулирования скорости значение зависит от принятого принципа их построения. При скалярном управлении в первой зоне регулирования скорости перегрузочная способность двигателя не превышает соответствующую способность, определяемую по естественной характеристике [3], а при векторном управлении с ориентацией вектора потокосцепления не имеет ограничений.

1.3. Работоспособность синхронных двигателей.

Для синхронных машин определяющей является перегрузочная способность по моменту:

(1.9)

Рис.4. Угловая характеристика синхронного двигателя.

В установившихся режимах работы электромагнитный момент синхронной машины определяется из выражения

Нерегулируемые синхронные двигатели обычно применяют для работы в продолжительном режиме. С учетом линейной зависимости момента двигателя от напряжения сети следует принимать:

(1.10)

Здесь М_м - максимальное значение электромагнитного момента (рис. 4).

Обычно

Следовательно, в разомкнутых нерегулируемых системах перегрузоч

В частотно-регулируемых асинхронных и синхронных электроприводах в первой зоне регулирования одновременно с изменением частоты также изменяется и напряжение. Во второй зоне регулирования при увеличении частоты напряжение, подаваемое на статорные обмотки, сохраняется на уровне номинального. Примерная зависимость показана на рис. 5, где – номинальные значения напряжения и частоты.

Так как в первой зоне регулирования , а электромагнитный момент, развиваемый синхронным двигателем, пропорционален отношению , то перегрузочная способность этого двигателя в первой зоне регулирования превышает номинальное значение перегрузочной способности. Во второй зоне регулирования показатель допустимой перегрузки снижается из-за снижения отношения .

Рис.5. Примерная зависимость