6. Электромагнитный момент и характеристики асинхронного двигателя

Образование электромагнитного момента.

Установившийся режим вращения с постоянной угловой скоростью ротора возникнет при равенстве электромагнитного момента и статического момента .

.

Рис. 3.1 Образование электромагнитного момента асинхронного двигателя

Активная составляющая тока ротора будет по направлению совпадать с ЭДС . Этой составляющей тока будет создаваться однонаправленный вращающий электромагнитный момент сил

, где

6.1 Механическая характеристика асинхронного двигателя

Электромагнитная и механическая мощности асинхронного двигателя из схемы замещения равны

Угловая скорость магнитного поля и угловая скорость ротора

Электромагнитный момент, развиваемый электромагнитными силами на роторе асинхронной машины, определяется равенством

.

Зависимость от скольжения называется механической характеристикой АД.

Электромагнитный момент асинхронной машины

- комплексный коэффициент.

Рис. 6.1. Механическая характеристика АД

Электромагнитный момент при любом значении скольжения пропорционален .

Критическое скольжение

Максимальный момент

не зависит от активного сопротивления фазы обмотки ротора , однако это сопротивление определяет значение , при котором достигается максимальное значение . У асинхронных двигателей нормального исполнения .

Номинальному моменту соответствует скольжение .

Пусковому моменту – скольжение .

Кратность максимального момента

Кратность пускового момента

Асинхронные двигатели имеют на рабочем участке жесткую механическую характеристику, то есть угловая скорость мало изменяется при нагрузке.

6.2 Рабочие характеристики асинхронного двигателя

Характеристики определяются при постоянных U_1н, f_н. Рабочими характеристиками асинхронного двигателя называют зависимости потребляемой мощности P₁, первичного тока I₁, коэффициента мощности , момента на валу M₂, скольжения s и КПД h от полезной мощности P₂. Характеристики можно построить как по расчетным данным при проектировании двигателя, так и по опытным, при испытаниях двигателя.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рис. 6.2. Рабочие характеристики асинхронного двигателя

7. Опытное определение параметров схемы замещения

7.1 Опыт холостого хода

Холостым ходом называется режим работы асинхронного двигателя при отсутствии полезной нагрузки на валу , , .

Изменяют приложенное к обмотке статора первичное напряжение в пределах (0,4 – 1,15)U_1н.

Измеряют ток статора , активную электрическую мощность , потребляемую из сети.

Рассчитывают

- коэффициент мощности

Зависимости , , в режиме холостого хода называются характеристиками холостого хода. Вид этих характеристик представлен на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Характеристики холостого хода асинхронного двигателя

Коэффициент мощности холостого хода

.

Мощность холостого хода полностью переходит в потери

7.2 Опыт короткого замыкания.

В режиме короткого замыкания ротор заторможен Ω = 0, а его обмотка замкнута накоротко.

Повышают приложенное к первичной обмотке напряжение до значения, при котором ток в статоре достигает номинального значения . Измеряют первичное напряжение , токи потребляемую активную мощность .

Значение первичного напряжения в режиме короткого замыкания, при котором в обмотках протекают номинальные токи, выраженное в относительных единицах или процентах от номинального первичного напряжения, называется «напряжением короткого замыкания».

В АД u_к% = (14,0 …25,0)%.

Это больше чем в трансформаторах, так как воздушные пути пазового рассеяния меньше, потоки рассеяния развиты относительно сильнее, индуктивные сопротивления от потоков рассеяния больше.

Значение активной мощности в режиме короткого замыкания при напряжении короткого замыкания , выраженное в процентах от номинальной мощности, называется «мощностью короткого замыкания »

Коэффициент мощности короткого замыкания

Зависимости , ,   называются характеристиками короткого замыкания

Рис. 7.2. Характеристики короткого замыкания асинхронного двигателя

Аналогично трансформатору поток взаимоиндукции в режиме короткого замыкания мал, можно пренебречь током намагничивания и исключить из схемы замещения ветвь намагничивания.

По данным опыта короткого замыкания можно определить сопротивления схемы замещения

.

Диапазоны относительных значений величин

p0 = 0.03 – 0.04

i0 = 0.25 – 0.50

pк = 0.06 – 0.08

uк = 0.14 – 0.25

x0 = 2.0 – 4.0

r0 = 0.08 – 0.40

x1 = x2 = 0.07 – 0.20

r1 = r2 = 0.01 – 0.07