Механическая характеристика – это зависимость частоты вращения ротора от момента на валу.

Ток I₂ выражаем через U₁ и т.д., где U₁ – фазное напряжение на эквивалентной звезде.

Выражение для механической характеристики:

, С – коэффициент, учитывающий наличие намагничивающей ветви = 1. Комплексный, но обычно его принимают как существенный.

Момент на валу М₂ отличается от Мэм на следующие составляюшие :

• На величину Мэм для пускового режима;

• На величину М, создающуюся механическими и добавочными потерями в той же самой машине.

Рэм отличается от Р₂: , где Р₂ – механическая мощность машины . Отличаются на:

• На величину электрических потерь в роторе двигателя;

• Мощность на валу, отличающуюся то механической на момент магнитных потерь, умноженных на .

Чтобы учесть электрические потери в машине, иногда схему замещения обозначают:

Рис8

Вернемся снова к формуле момента для асинхронного двигателя.

. Считаем, что параметры схемы замещения = const, от скольжения не зависят. Расчет на эквивалентную звезду.

Введем вспомогательную переменную:

Отсюда получим:

Пусть :

- не зависит от S

Подставив полученные выражения в уравнение момента, получим:

По внешнему виду уравнение близко к зависимости КПД от коэффициента загрузки и в этом случае будет максимальным и при ; Мэм=0, при ,Мэм=0

соответствует случаю отдельного холостого хода асинхронного двигателя соответствует большому S , в результате получим режим противовключения.

Продифференцируем уравнение:

Выпишем числитель:

При чисто индуктивном сопротивлении момент не возникает.

То значение S асинхронной машины, при котором момент максимален, называется критическим скольжением.

Это Sкрит зависит только от параметров схемы замещения. Значение U₁ не сказывается на Sкрит, сюда входит реактивное сопротивление, которое зависит от частоты, не сказывается число полюсов. Эта формула сделана не в предположении, что параметры постоянны, но и того, что эквивалентное сопротивление питающей сети равно нулю. Но, часто встречается, что предположение не совсем справедливо. Мощность питающей сети влияет на величину эквивалентного Z(активного и реактивного сопротивления). Т.к. к питающей сети двигатель подключен статором, принимает последовательное включение статора и питающего сопротивление учитываем. в X₁ u r₁ , отсюда уменьшение мощности, что приводит в свою очередь к уменьшению Sкрит(а это плохо). Для двигателя нормального исполнения Sкрит: от 15% до 3% для двигателей большой мощности. Чем меньше Sкрит, тем выше КПД двигателя. Для двигателя с короткозамкнутым ротором Sкрит параметр, т.к. никакую величину нельзя поменять.

Подставим в уравнение (*) уравнение :

Видим, что величина Ммакс ~U²пит фазн, с достаточной степенью точности: величина Мкрит=1/f₁² . Если пренебречь r_1, то из под корня появится еще одна частота. Число пар полюсов влияет на величину Ммакс. Величина Ммакс не зависит от r’₂. При нормальных параметрах величина Мкрит тоже параметр. Отношение величины Ммакс к Мном называется кратностью максимального или критического момента или перегрузочной способностью асинхронного двигателя.:

. Для машин нормального исполнения . Не привязывались к режиму двигателя, когда выводили Sкрит , ничего на S не накладывали, и раз брали корень, знак мог быть любой , отсюда величина (Sкрит) для генерат. И двигательных режимов одна и та же. Наоборот с величиной Мкрит, для генераторного режима несколько отличается от Мкрит двигательного режима. Отличие незначительное, т.к. величина r₁ мала.

Нарисуем, что у нас получилось:

Рис9

Мпуск=от 0,8ном до 2,2ном.

Sном=от 0,5(для машин большой мощности) до 4%(для машин малой мощности. Чем выше величина скольжения, тем выше КПД. Ветвь между S=0 и Sкрит называется рабочей ветвью асинхронного двигателя. Ветвь от Sкрит и дальше называется обратной или падающей ветвью.

Рис10

Почему у асинхронного двигателя получилась такая характеристика? Схема замещения отражает реальные процессы в асинхронном двигателе. Там, где U₁ на схеме замещения, то мощность, которая будет выделяться, будет полезной мощностью(электромагнитная мощность). Резонанс возникает в цепи, в которой наряду с индуктивностью есть емкость. Между U₁ и нашим сопротивлением – эквивалентное сопротивление источника. Цепь переменного тока, комплексы, вносят искажения и в том, что строим характеристику от S. На начальном участке рост момента – растут потери – прирост потерь давит прирост мощности.

Электромеханическая характеристика:

Для. Ток I₁ от I₂’ отличается на величину намагничивающего тока, тогда начнем линию не из нуля, а с I_xx. Пусковой ток много больше номинального, где то от 4 до8 крат по отношению к номинальному. I₀ больше, чем для трансформатора, примерно 15% и больше. Характерно то, что при изменении S от нуля до критического. Ток статора растет также, как при изменении от крит. До 1. Основной прирост тока двигателя приходится на начало характеристики. Ток при критическом скольжении каталожным параметром не является.