§ 9.8. Рабочие характеристики асинхронного двигателя

Рабочие характеристики показывают зависимости: скорости вращения п₂, величины тока в статоре I₁ момента М₂, коэффициен­та мощности , к. п. д. и скольжения s от полезной мощности двигателя Р₂ при U₁=U_1H=const и f=f_H=const.

Рабочие характеристики двигателя даны на рис. 9.8. Скорост­ная характеристика n₂=f(Р₂) представляет собой кривую, слегка наклоненную к оси абсцисс. Скорость вращения двигателя опре- деляется по формуле n₂=n(1—s). В то же время скольжение за­висит от отношения потерь в меди Р_м2 к развиваемой двигателем электромагнитной мощности;

При холостом ходе P_M2=0 отсюда s=0 и n₂=n₁. С увеличением нагрузки отношение P_M2/P_ЭМ растет, но в очень ограниченных пре­делах.

При увеличении нагрузки от нуля до номинальной скольжение s меняется в пределах 1,5—5%, поэтому и скорость двигателя ме­няется незначительно. Таким образом, асинхронный двигатель обладает жесткой скоростной характеристикой. - Характеристика момента М₂=f(Р₂) подобна характеристике синхронного двигателя, так как скорость двигателя в пределах но­минальной нагрузки остается практически постоянной.

К. п. д. двигателя, определяемый зависимостью =f(P₂), по мере роста нагрузки увеличивается сначала быстро, затем медлен­нее и имеет наибольшее значение при нагрузке (0,750,8) Р₂.

Коэффициент мощности cosφ при недогрузке двигателя резко падает вследствие того, что при холостом ходе и малых нагрузках двигатель потребляет реактивный намагничивающий ток, отстаю­щий по фазе от напряжения на угол, близкий к 90°, поэтому всегда следует загружать двигатель в соответствии с его номинальной мощностью. Коэффициент мощности асинхронного двигателя при холостом ходе не превышает 0,2, однако с ростом нагрузки он быстро увеличивается и достигает наибольшего значения (0,80,9) при нагрузке, близкой к номинальной.

Номинальные значения к.п.д η и коэффициента мощности cosφ различных асинхронных двигателей единой серии приведены в табл.9.2

Потребляемая мощность P₁ и ток статора I₁ с увеличением по­лезной мощности возрастают. За счет увеличения потерь (главным образом в меди) возрастание Р₁ и I₁ при больших нагрузках уско­ряется, и кривые загибаются вверх.

Рис. 9.8. Рабочие характерис­тики асинхронного двигателя

Рис. 9.9. Механическая ха­рактеристика n₂=f(M) асин­хронного двигателя

Механическая характеристика n₂=f(М) является обращенной кривой зависимости момента от скольжения M=f(s) (рис. 9.9). Она также делится на устойчивую и неустойчивую части. В пре­делах устойчивой части характеристики (АВ) действует принцип саморегулирования двигателя: при увеличении момента нагрузки на валу двигателя число оборотов двигателя уменьшается, сколь­жение увеличивается, увеличивается и ток, а с ним и момент вра­щения до уравнения его с моментом сопротивления.

Внеустойчивой части, характеристики(ВС) при увеличении момента сопротивления и уменьшении числа оборотов момент также уменьшается и двигатель останавливается. Для оценки пусковых свойств асинхронных двигателей учиты­вается отношение начального пускового момента M_пуск к номи­нальному М_H, т. е.

Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором мощ­ностью более 100 кет кратность начального пускового момента k_НЧ не должна быть ниже 0,7 и достигает практически 1,5.