2.14. Рабочие характеристики ад

Это зависимости n₂, М, I₁, η, cosφ=F(P₂) при f=const и U₁=const. Их примерный вид:

График n₂ подобен механической характеристике (жесткий).: - при большихP₂ нарастает несколько быстрее, чем по линейному закону из-за уменьшения cosφ и увеличения потерь в меди (=I), входящих в ∑р. М=9550∙- нарастает несколько быстрее, чем по линейному закону из-за сниженияn₂, η нарастает от 0 до η (P_ст>Р_м), при ηP_ст = Р_м, далее снижается из-за резкого роста потерь в меди (P_ст < Р_м),=I. Максимум η наступает при 0,75 P_n (90-96)%.

Коэффициент мощности cosφ при малых нагрузках весьма низок (cosφ=0,28-0,3). С ростом нагрузки увеличивается, достигая максимума (0,8-0,85) при P, далее снижается из-за возрастания потоков рассеяния Ф_Р1 и Ф_Р2 при неизменном основном потоке Ф.

Учитывая, что АД является основным потребителем энергии, повышение cosφ принадлежит к числу больших народнохозяйственных задач.

Меры повышения cosφ:

1. Правильный выбор мощности АД, обеспечивающий его нормальную нагрузку;

2. Переключение АД при снижении нагрузки с ''треугольника'' на ''звезду'';

3. Установка батарей статических компенсаторов;

4. Использование синхронных компенсаторов;

5. Административные меры, применяемые к обслуживающему персоналу и предприятию в целом со стороны энергосбыта.

2.15. Реверсирование и торможение ад

Изменения направления вращения ротора АД, т.е. его реверсирования, можно достичь, если изменить направление вращения магнитного поля на обратное, а это в свою очередь достигается изменением чередования фаз А, В, С. Последнее получается переключением любых двух питающих проводов на щитке двигателя, что может быть выполнено или непосредственно или при помощи какого-то коммутирующего устройства, например, двух полюсного переключателя.

Более совершенное реверсирование АД осуществляется с помощью реверсивных магнитных пускателей с кнопками ''Вперед'', ''Стоп'', ''Назад'', а двигателей с фазным ротором – с помощью контроллера, который совмещает все операции управления: пуск, разгон, торможение, остановку, реверсирование.

Реверсированию должно предшествовать торможение. Кроме этого случая, торможение необходимо для быстрой остановки рабочих машин с большими маховыми массами. Торможение может производится механическими способами, но это усложняет привод. Обычно применяется электрическое торможение АД; она легко поддается управлению, в частности автоматическому, и может быть сделана быстрым и плавным.

Различают три способа электрического торможения АД: динамическое, генераторное, и противовключением.

Динамическое торможение АД осуществляется путем отключения обмотки статора от сети трехфазного тока и присоединения ее к источнику постоянного тока ( или однофазному переменному). Неподвижное магнитное поле, созданное постоянным током, индуктирует ЭДС и вызывает ток в обмотке ротора, продолжающегося вращаться по инерции. Взаимодействие индуктивных токов ротора с магнитным полем постоянного тока статора создает эл. магнитный тормозной момент M(аналогия сMэл. индуктивного счетчика). Кинетическая энергия агрегата и ротора, в конечном счете, преобразуется в тепло, главным образом в обмотке ротора.

Режим генераторной торможения может возникнуть, например, при спуске тяжелого груза или при движении эл. транспортера под уклон. Здесь скорость ротора n₂ > n₁. Механическая энергия груза и ротора преобразуется в электрическую и отдается в сеть, к.п.д. установки повышается. Особенно эффективен этот режим у многоскоростных АД, при переключении ''Р'' с высшей скорости на низшую. Синхронная скорость поля n₁ сразу резко уменьшается (например, с 3000 на 1500 об/мин), а скорость ротора n₂ в силу механической инерции будет постепенно снижаться в таких пределах (до нового значения n₁).

Режим торможения противовключением достигается переключением двух фаз обмотки статора у работающего АД. При этом магнитное поле машины мгновенно изменяет направление вращения, а ротор по инерции продолжает вращаться в прежнем направлении.

В связи с этим моментом, развиваемый двигателем, начинает действовать в противоположную сторону, замедляя вращение ротора.

При n₂≈0 двигатель следует отключить от сети, иначе ротор начнет вращаться в обратном направлении. Торможение противовключением – весьма эффективный способ быстрой остановки двигателя. Недостаток – повышенное потребление энергии из сети и значительный нагрев обмоток двигателя.