- •Асинхронный двигатель
- •§1. Вращающееся магнитное поле (вмп)
- •§2. Принцип действия ад.
- •§3 Холостой ход двигателя при неподвижном роторе.
- •§4. Рабочий режим (рр) асинхронного двигателя.
- •Эта эдс так же как и ее частота , зависит от скольженияS ротора. В этом можно убедиться подставив во второе из выражений (2) выражение частоты: . Тогда
- •§5. Механическая характеристика ад.
- •§6. Рабочие характеристики ад.
- •§7. Пуск асинхронного двигателя.
§5. Механическая характеристика ад.
Важное значение для оценки свойств АД имеет механическая характеристика, которая представляет собой зависимость:
или .
Для построения механической характеристики используется выражение (19), в котором все величины, кроме скольжения, считаются постоянными.
n
Формула Клосса: , МК и SKP берутся в таблицах.
Физический вид механической характеристики объясняется аналогичным характером изменения активной составляющей тока ротора. Т.е. с увеличением скольжения I2a сначала растёт, а затем, вследствие увеличения частоты тока ротора , увеличивается индуктивное сопротивление обмотки ротора и угол сдвига ψ2, и составляющая начинает уменьшаться, несмотря на увеличение полного тока ротора.
Анализ механической характеристики показывает, что при включении АД в сеть, пока ротор ещё неподвижен (S = 1), в нём создается начальный пусковой момент (точка n на характеристике). Если мы подставим S = 1 в (19), то получим:
.
Под действием пускового момента ротор начинает вращаться, а скольжение уменьшается:
,
а электромагнитный момент увеличивается.
При скольжении, называемом критическим, момент достигает своего максимального значения. Для определения критического скольжения нужно взять производную формулы (19) и приравнять её к нулю:
.
В результате получаем:
. (20)
Подставляя (20) в (19), после преобразования получим формулу, по которой можно определить максимальный момент:
. (21)
Из (21) следует, что не зависит от. В то же время, согласно выражению (20), это сопротивление оказывает влияние на критическое скольжение, при котором АД развивает максимальный момент. После достижения моментом максимального значения частота вращенияпродолжает увеличиваться, скольжение продолжает уменьшаться, а момент начинает уменьшаться и происходит это до тех пор, пока электромагнитный момент не станет равен сукмме противодействующих моментов:
.
Т.о. точка А делит механическую характеристику на 2 участка: ОА и Аn.
Проанализируем работу АД на участке ОА. Пусть рабочий механизм создаёт тормозной момент Мт ном, соответствующий номинальной нагрузке двигателя. Тогда установившийся режим работы АД будет определяться точкой Н с координатами Sном и Мном на механической характеристике. Этой нагрузке соответствует равновесие моментов:
.
Если МТ увеличится до (), то равенство моментов нарушится:
.
Это вызовет уменьшение частоты вращения ротора до значения , а скольжение увеличится. В соответствии этим увеличится также эдс вращающегося ротора:
.
И ток ротора I2 тоже увеличится. В результате М увеличится до величины пока вновь не наступит равновесие моментов (это точка В на характеристике):
.
Аналогично рассматривается случай уменьшения нагрузочного момента до значения (самостоятельно).
Под устойчивой работой АД понимается его способность самостоятельно восстанавливать равновесие моментов и соответствующую частоту вращения ротора при изменении нагрузки двигателя. Устойчивая работа АД возможна только на участке ОА, т.е. при . Дело в том, что на этом участке любые изменения нагрузочного моментаприводят к изменению, аналогично изменяется электромагнитный момент().
; .
Работа АД становится устойчивой при скольжении (точка А неустойчивая). Это участок Аn. Так если М = Мmax, то даже небольшое увеличение нагрузочного момента вызовет увеличение скольжения. А следовательно уменьшение электромагнитного момента. Это происходит из-за уменьшения активной составляющей тока ротора. Это приводит к дальнейшему увеличению разности моментов и увеличению скольжения до тех пор, пока(точкаn). Т.о. при Мmax и наступает предел устойчивой работы двигателя, а значит устойчивыми условиями работы двигателя являются:
; .
При их выполнении двигатель должен работать устойчиво не только при номинальной нагрузке, но и будет способен выдержать некоторые перегрузки. Чтобы перегрузки двигателя не приводили к его остановке необходимо, чтобы двигатель обладал перегрузочной способностью:
.
Работа АД в зоне устойчивости является также и наиболее экономичной, т.к. соответствует малым значениям :
.