50.Рабочие характеристики асинхронного двигателя.

Рабочими характеристиками называют графические зависимости частоты вращения п2 (или скольжения s),момента на валу М2 , тока статора I1 , коэффициента полезного действия η и cos φ1 от полезной мощности Р2 при U1 = const и f1 = const. Их определяют экспериментально или путем расчета по схеме замещения или круговой диаграмме.

Примерный вид рабочих характеристик асинхронного двигателя показан на рис. 4.25. Частота вращения, ток статора, момент на валу, потребляемая и полезная мощности приведены на графике в относительных единицах. Рабочие характеристики строят только для зоны практически устойчивой работы двигателя, т. е. до скольжения (1,1 ÷ l,2)sном .

Рис. 4.25. Рабочие характеристики асинхронного двигателя(а)и типичная кривая КПД электрической машины и ее потерь (б).

Частота вращения ротора. При переходе от режима холостого хода к режиму полной нагрузки частота вращения n2 изменяется незначительно, так как при проектировании двигателей для уменьшения потерь мощности в роторе ΔРэл2 необходимо, чтобы скольжение при номинальном режиме не превышало 0,02—0,06. Следовательно, скоростная характеристика асинхронного двигателя является «жесткой».

Вращающий момент на валу двигателя. Зависимость между моментом М2 и полезной мощностью Р2 определяется соотношением

Р2 = М2 ω2 ,

где ω2 — угловая скорость ротора.

Ток статора. Ток I1 получают по круговой диаграмме непосредственным измерением отрезков, соединяющих начало координат с точками А1 , А2 , А3 и другими на окружности токов. Активная составляющая тока пропорциональна полезной мощности. Реактивная составляющая в диапазоне рабочих нагрузок изменяется мало, так как она определяется главным образом током холостого хода, который составляет 20—40% от номинального тока.

Коэффициент мощности. При переходе от режима холостого хода к режиму номинальной нагрузки коэффициент мощности возрастает от значения cos φ1 = 0,09 ÷ 0,18 до некоторой максимальной величины: для двигателей малой и средней мощности (1 -–100 кВт) cos φ1 = 0,7 ÷ 0,9, а для двигателей большой мощности (свыше 100 кВт) cos φ1 =0,90 ÷ 0,95.

Коэффициент полезного действия. Зависимость η от полезной мощности Р2 имеет такой же характер, как и для трансформатора. Эта зависимость имеет общий характер для большинства электрических машин.

51.Экспериментальное получение рабочих характеристик асинхронного двигателя.

Экспериментальное исследование асинхронных двигателей проводится с целью определения параметров схемы замещения (рис. 4.8). Программа исследований включает два опыта: опыт холостого хода и опыт короткого замыкания. Эти опыты легко реализуются, для их проведения требуется минимальная мощность установленного оборудования. Экспериментальные исследования асинхронных двигателей в рабочих режимах, как правило, не проводятся в виду их большой трудоемкости и стоимости. Характеристики асинхронных двигателей в рабочих режимах получают расчетным путем по схеме замещения.

Опыт холостого хода.

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 4.14. Схема включает кроме испытуемого двигателя (АД) индукционный регулятор (ИР) для регулирования напряжения статора АД, измерительный комплект (ИК) для регистрации тока, активной мощности и напряжения статора, тахогенератор (ТГ) для измерения частоты вращения n и машину постоянного тока (МПТ) для затормаживания ротора.

Опыт холостого хода проводится без нагрузки на валу (ключ К  разомкнут) для нескольких значений напряжения  в диапазоне . Измеряются фазные токи  и активная мощность , подводимая к обмотке статора. По данным опыта строят зависимости , , . Вид этих зависимостей представлен на рис. 4.15.

Опыт короткого замыкания.

В опыте короткого замыкания ротор асинхронного двигателя должен быть заторможен (). Это достигается с помощью машины постоянного тока (рис. 4.14). Ключ К замыкается, а в обмотку возбуждения подается постоянный ток. Опыт проводится при различных значениях подводимого напряжения , так чтобы ток статора  находился в пределах . По данным опыта короткого замыкания строят зависимости , . В рассматриваемом диапазоне токов  характеристика  носит прямолинейный характер (рис. 4.17).