Тема 4.4 Электромагнитный момент и рабочие характерис­тики асинхронного двигателя

Содержание программы:

Электромагнитный момент АД. Зависимость электромагнитного момента от скольжения. Максимальный момент и критическое скольжение. Начальный пусковой момент. Перегрузочная способность АД.

Рабочие характеристики АД. Способы улучшения коэффициента мощности АД.

Влияние напряжения сети и активного сопротивления обмотки ротора на форму механической характеристики АД.

Литература

[ 1] c.162; [ 2 ] c.110

Методические указания:

Электромагнитный момент М двигателя создаётся взаимодействием тока в обмотке ротора с вращающимся магнитным полем статора.

Момент – произведение силы на плечо этой силы

Рабочие характеристики АД это графические зависимости между частотой вращения , КПД , полезного момента (на валу) , коэффициента мощности и тока статора от полезной мощности при и .

Рисунок 1 - Рабочие характеристики асинхронного двигателя

Здесь зависимость называется скоростной характеристикой машины - скорость вращения ротора в зависимости от скольжения. В режиме холостого хода, когда выходная мощность на валу равна нулю, скорости вращения поля статора и скорость вращения ротора совпадают. При номинальной нагрузке скольжение составляет 1-8%.

Зависимость - полезного момента на валу от полезной мощности. Выражается зависимостью если бы при изменении нагрузки частота вращения ротора оставалась постоянной, то график был бы прямой, но так как частота немного уменьшается с увеличением нагрузки, то график возрастает немного быстрее, чем по прямой и имеет криволинейный вид.

Зависимость

Асинхронная машина потребляет реактивную мощность, небходимую для создания магнитного поля. Ток статора тоже имеет реактивную составляющую, поэтому cosφ машины ниже единицы.

Наименьшее значение cosφ соответствует режиму холостого хода, так как в этом режиме составляющая Iхх составляет значительную часть общего тока, нагрузочный ток минимален.

Коэффициент мощности АД в режиме холостого хода обычно не превышает 0.2.

При увеличении нагрузки растёт активная составляющая тока, поэтому cosφ растёт и становится максимальным приблизительно на 0,8-0,9 номинальной нагрузки двигателя.

Далее увеличивается скольжение, частота тока в роторе, поэтому увеличивается индуктивное сопротивление ротора, вследствие чего cosφ снижается.

Вопросы для самопроверки:

1 Объясните характер рабочих характеристик асинхронного двигателя?

2 Почему при нагрузках двигателя меньше номинальной его cosφ, имеет низ­кие значения?

3 Почему график I1= f(P2) не выходит из начала координат?

Тема 4.5 Опыты холостого хода и короткого замыкания асинхронного двигателя

Содержание программы:

Опыты холостого хода, короткого замыкания асинхронного двигателя. Схемы опытов, порядок проведения и использования результатов для расчета параметров схемы замещения асинхронного двигателя. Расчет и построение рабочих характеристик асинхронного двигателя по схеме замещения с вынесенным намагничивающим контуром.

Литература

[ 1] c.179; [ 2 ] c.107

Методические указания:

Опыты х.х. и к.з. асинхронных двигателей в ос­новном аналогичны таким же опытам трансформа­торов. Но они имеют и некоторые осо­бенности, обусловленные нали­чием у двигателя вращающейся части — ротора. Кроме того, при переходе из режима х.х. в режим к.з. параметры обмоток двигателя (активные и ин­дуктивные сопротивления) не остаются неизменны­ми, что объясняется зубчатой поверхностью статора и ротора. Все это создает некоторые затруднения в проведении опытов и в последующей обработке их результатов.

Опыт холостого хода. Цель опыта — опреде­ление тока холостого хода I_Х, коэффициента мощности холостого хода cosφ_х, потерь в стали, механических потерь, сопротивлений намагничивающий ветви схемы замещения.

Опыт короткого замыкания. Цель опыта — определение напряжения короткого замыка­ния, потерь короткого замыкания двигателя, сопротивлений об­моток статора и ротора в схеме замещения.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие существуют методы получения данных для построения рабочих харак­теристик асинхронных двигателей?

2. Чем ограничивается применение метода непосредственной нагрузки?

3. Как определить величину механических и магнитных потерь двигателя по характеристикам х.х.?