3) Рабочие характеристики трехфазного асинхронного электродвигателя. Регулирование частоты вращения и реверсирование асинхронного электродвигателя

Рабочие характеристики — определенные зависимости, выраженные в графической форме и характеризующие основные свойства двигателя. К ним относятся I1, n, М2, n`, cosf=f(P2) при U1=const.

Рабочие характеристики асинхронного двигателя - это зависимости угловой скорости ротора ω₂, полезного момента М₂, КПД η, коэффициента мощности cos φ₁(φ₁ - сдвиг по фазе между U₁ и I₁) и тока статора I₁ от полезной мощности Р2 при U₁ = U_ном и f₁ = f_ном . Рабочие характеристики могут быть либо сняты экспериментально, либо рассчитаны с использованием схемы замещения.

Современные асинхронные двигатели не имеют простых и экономичных устройств для плавного регулирования частоты вращения ротора. Этот существенный недостаток ограничивает область их применения и позволяет двигателям постоянного тока во многих случаях успешно конкурировать с асинхронными двигателями. Частоту n2 можно регулировать, изменяя скольжение s, число пар полюсов р или частоту питающего напряжения f. Плавное регулирование частоты вращения двигателя за счет изменения скольжения возможно только в двигателях с фазным ротором. Скольжение при неизменном моменте нагрузки зависит от активного сопротивления обмотки ротора. Поэтому в цепь этой обмотки с помощью контактных колец и щеток включают регулировочный реостат, которым плавно изменяют сопротивление обмотки, скольжение и частоту вращения двигателя. Рэ2=рэм*S

Этот способ связан с большими тепловыми потерями. При S = 0.5 половина энергии, передаваемой в ротор вращающимся магнитным полем, расходуется на нагрев ротора и регулировочного реостата. Кроме того, наличие колец и щеток усложняет эксплуатацию машины и резко снижает се надежность. Скольжение, а следовательно, и частоту вращения двигателя в небольших пределах можно регулировать изменением напряжения, подводимого к двигателю.

Ступенчатое регулирование частоты вращения можно осуществлять изменением числа пар полюсов статора двигателя за счет переключения секций его обмотки. Однако этот экономичный и сравнительно простой способ не позволяет регулировать частоту вращения двигателя плавно. Промышленность выпускает двигатели, частоту вращения которых можно регулировать ступенями в 2, 3 и 4 раза.

Частоту вращения двигателя можно регулировать также изменением частоты питающего тока, но этот способ практически не применяют ввиду отсутствия простых и экономичных устройств для регулирования частоты тока в мощных электрических цепях. Частота тока определяется частотой вращения ротора генератора, которую при параллельной работе генераторов необходимо поддерживать строго постоянной. Таким образом, в данном случае необходим отдельный генератор для каждого двигателя, что нецелесообразно. Разработка и промышленное освоение мощных управляемых полупроводниковых диодов позволяет создать статические устройства с выходным напряжением, частоту которого можно регулировать.

Реверсирование двигателя – изменение направления вращения ротора двигателя. Для реверсирования двигателя необходимо изме­нить направление вращения магнитного поля статора. Направление вращающегося магнитного поля определяется порядкам чередования фаз. Поэтому для реверсирования двигателя достаточно поменять местами две любые фазы на клеммовой колодке двигателя.

Если реверсирование приходится применять част, то собирают схему со специальным переключателем.