- •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.
§6. Рабочие характеристики ад.
Для исследования АД и выявления его свойств служат рабочие характеристики:
скоростная характеристика: , ;
моментная характеристика: ;
;
;
;
.
Характеристики снимаются при условии: ,.
Скоростная характеристика: ,
При увеличении полезной мощности растёт электромагнитный момент:
.
Из характеристики видно, что увеличение момента сопровождается увеличением скольжения, а следовательно уменьшением скорости вращения вала ротора. При номинальной нагрузке скольжениене велико – 2%, а значит иизменяется незначительно. Поэтому скоростная характеристика представляет собой кривую, слабо наклонённую к оси абсцисс.
Моментная характеристика:
Так как частота вращения изменяется незначительно, то моментная характеристика оказывается близкой к линейной и определяется по формуле:
.
Так как при увеличении несколько снижается, товозрастает быстрее чем. Всвязи с этим моментная характеристика имеет выпуклость вниз.
Зависимость коэффициента мощности и тока статора от выходной мощности: и
При холостом ходе, когда = 0,S тоже ≈ 0, а ток ротора также ≈ 0
.
= 0, S ≈ 0, ≈ 0.
Ток является практически активным, так как угол сдвига:
;
;
.
;
.
Ток статора наоборот будет практически реактивным. Поэтому коэффициент мощности при холостом ходе мал и составляет: .
При увеличении растёт ток ротора, т.е. растёт его размагничивающее действие на магнитный поток, что в свою очередь вызывает увеличение тока статора. При этом ток статора будет определяться в большей степени активной составляющей тока ротора. Поэтому уголбудет уменьшаться по сравнению с(х.х.):. Абудет увеличиваться:.
У современных двигателей максимальный коэффициент мощности . Своего максимального значениядостигает при нагрузке близкой к номинальной. Дальнейшее увеличениеприводит к уменьшению. Это объясняется сильным увеличением реактивного сопротивления обмотки ротора, т.е. за счёт увеличения скольжения. А во-вторых, из-за увеличения реактивной составляющей тока ротора:
;
.
И теперь ток статора будет определяться реактивной составляющей тока ротора, которая по своему значению превышает активную составляющую: . И поэтому следующее значение(после Рном) будет меньше:
.
Зависимость потребляемой мощности от полезной:
При холостом ходе двигатель потребляет из сети активную мощность , которая полностью идет на покрытие потерь мощности в двигателе.
;
.
Поэтому при возрастании нагрузки, т.е. при увеличении , потребляемая активная мощность растёт несколько быстрее, чемза счёт увеличения потерь.
Зависимость КПД от выходной мощности:
Исходя из энергетической диаграммы суммарные потери мощности определяются:
.
Потери называются переменными, т.к. они изменяются с изменением тока ротора, а значит, зависят от нагрузки:
.
Постоянные потери не зависят от нагрузки:
.
Зная, что коэффициент загрузки , ток ротора:
,
так как , томожно пренебречь. Находим, что ток ротора прямопропорционален коэффициенту загрузки.Следовательно, переменные потери:
.
это переменные потери при номинальной нагрузке, когда и по аналогии с трансформатором можно записать выражение для определения КПД:
.
КПД максимален при равенстве постоянных и переменных потерь: .