8. Механическая характеристика асинхронного двигателя (ад) . Условие устойчивой работы ад.

Механическая характеристика асинхронного двигателя (АД):

Механической характеристикой асинхронного двигателя называется зависимость частоты вращения ротора от нагрузки (момента на валу).

𝛺 – угловая скорость

Точка 1

Точка 2

Условие устойчивой работы (АД):

В точках 1 и 3 работа устойчива, так как

В точке 2 работа неустойчива, так как

Если бы двигатель работал в режиме, соответствующем точке 2, то при малейших нарушениях режима и изменения n соотношения между M и M_ст стали бы такими, что двигатель перешёл на работу в режиме, соответствующем одной из устойчивых точек 1 или 3.

Режим работы в точке 3 на практике неприемлем (нерабочий режим), так как характеризуется малой частотой вращения, низким КПД и наличием больших токов в обмотках, вследствие чего двигатель быстро перегревается и выходит из строя.

Нормальной устойчивой область работы двигателя считается участок влево от точки 4, когда .

Перегрузочная способность K_m=М_max/М_ном.

9. Режим холостого хода и короткого замыкания ад

Режим холостого хода (ХХ):

Режим холостого хода – работа машины двигателем без нагрузки на валу.

Момент хх определяется механическими и магнитными потерями

Под характеристиками холостого хода понимается совокупность зависимостей

Здесь I₀ намного больше при ХХ, чем у тр-ра, потому что Х_μ у АМ меньше (так как здесь есть воздушный зазор), поэтому требуется больший ток для намагничивания машины.

Разделение потерь холостого хода:

Мощность, потребляемая двигателем при идеальном холостом ходе (P₀₀), меньше реальном холостом ходе (P₀) на величину механических потерь p_мх. Чтобы определить P₀₀ надо предварительно выполнить разделение потерь при реальном холостом ходе двигателя:

Теперь найдём:

По найденному значению P_00н найдём параметры намагничивающего контура

Режим короткого замыкания (КЗ):

Опыт короткого замыкания проводится при замкнутой накоротко вторичной обмотке и заторможенном роторе, для чего вал ротора закрепляется. К обмотке статора подводится напряжение U_1к, такое, чтобы ток статора I_1к был порядка номинального во избежание перегрева обмоток.

Под характеристиками короткого замыкания понимаются зависимости

Так что в Т-образной схеме замещения в режиме КЗ можно исключить из рассмотрения намагничивающий контур, приняв I_м=0.

Вид характеристик КЗ зависит от того, являются ли параметры r_к и x_к постоянными или изменяются при изменении U_1к.

Данные особенности характеристик КЗ необходимо учитывать при определении начального пускового тока.

Для двигателей с постоянными параметрами значения тока и мощности при номинальном напряжении определяются экстраполяцией соответствующих характеристик по выражениям:

Для двигателей с переменными из-за насыщения параметрами, при экстраполяции до номинального напряжения характеристик КЗ, предварительно проводится прямая, касательная верхнему участку характеристики , которая будет определять дальнейшее увеличение тока I_1к.

Пусковой ток:

где U_кн – напряжения короткого замыкания при I=I_н.

Пусковой момент:

Мощность при пуске:

Кратность начального пускового момента двигателя:

Кратность начального пускового тока: