8.2. Механические характеристики ад

Скольжение , где

- частота (скорость) вращения ротора АД (об/мин),

- синхронная частота вращения поля статора (об/мин).

При неподвижном роторе скольжение S равно 1, развиваемый двигателем момент называется пусковым m_П. При увеличении скорости скольжение уменьшается, вращающий момент возрастает до максимального (критического) m_М. При номинальном напряжении на двигателе рабочий режим определяется пересечением характеристики двигателя U^*_Д=1 с характеристикой приводимого механизма m_МЕХ. Коэффициент загрузки двигателя при этом Кз = Ммех / Мн , где Ммех – тормозной момент, Мн –номинальный вращающий момент АД (рис.8.2).

Рис.8.2. Механические характеристики АД при номинальном (U^*_Д=1) и при пониженном (U^*_Д=0,7) напряжениях. Момент нагрузки m_МЕХ – вентиляторный.

8.3. Механические характеристики приводимых механизмов

Вид механической характеристики приводимого в движение агрегата (механизма) описывается уравнением

, где (8.7)

- n = n_C - S _· n_C – скорость АД,

- n_Н = n_C - S_{Н ·} n_C – номинальная скорость АД.

С учетом уравнение (8.7) перепишется:

. (8.8)

Показатель степени «p» в уравнениях (8.7), (8.8) принимает фиксированные значения 0, 1, 2 (рис. 8.3).

При р=0 момент сопротивления механизма не зависит от скольжения (скорости). При любом скольжении m_МЕХ = Kз, поэтому пуск таких механизмов затруднен (транспортеры, лифты, шаровые мельницы …).

При р=1 момент сопротивления линейно зависит от скольжения. Такие механизмы встречаются редко.

При р=2 момент сопротивления пропорционален квадрату скорости (вентиляторы, турбокомпрессоры, центробежные насосы …). Момент нагрузки таких механизмов называют «вентиляторным». Их пусковой момент обычно не превышает 0,1-0,3 номинального, что значительно облегчает процесс пуска.

Рис.8.3. Механические характеристики приводимых механизмов.

8.4. Учет снижения пускового тока в процессе разгона

Рис.8.4. Снижение пускового тока и увеличение вращающего момента АД.

В начальный период разгона АД потребляет пусковой ток, в 5-7 раз превышающий номинальный, что приводит с снижению напряжения и вращающего момента АД.

Снижение тока АД по мере его разгона учитывается с помощью коэффициента Ks:

, где:

S_М – скольжение, соответствующее максимальному вращающему моменту АД,

S – текущее скольжение.

Ток, потребляемый при разгоне, с учетом коэффициента Ks:

(8.9)

Из графиков рис. 8.4-а,б видно, что в диапазоне изменения скольжения S от 1 до 0,2 Ks = 1, ток – пусковой, напряжение Uд^* и вращающий момент понижены. При S менее 0,2 (скорость более 80%) ток снижается, напряжение и вращающий момент увеличиваются и при Sн (0,01-0,03) все величины принимают номинальные значения.

Таким образом, уточненная механическая характеристика АД состоит из двух участ­ков:

при 1<S<0,2 напряжение на АД - , (8.10)

при 0,2<S<Sн напряжение на АД - , (8.11)

Вращающий момент при скольжении S: , где:

m_НS – вращающий момент при номинальном напряжении и скольжении S.