7.3.3 Характеристики асинхронного двигателя.

_{Скорость вращения вращающегося магнитного поля определяется}

либо угловой частотой  , либо числом оборотов n

_{личины связаны формулой}

в минуту. Эти две ве-

153

_{n } 30 ⋅  

(7.6)

Характерной величиной является относительная скорость вращаю-

_{щегося магнитного поля, называемая скольжением S :}

^{где } _p

_{ −  p}

_{S  или}

^

– угловая частота ротора, рад/с;

_{n − n p}

_{S  ,}

ⁿ

ⁿ _p ^{– число оборотов в минуту, об/мин.}

^{Чем ближе скорость ротора n} _p

к скорости вращающегося магнитно-

го поля

ⁿ _p ^{, тем меньше ЭДС, индуктируемые полем в роторе, а, следова-}

тельно, и токи в роторе.

Убывание токов уменьшает вращающий момент

^М _вр ^{, воздействую-}

щий на ротор, поэтому ротор двигателя должен вращаться медленнее вра-

щающегося магнитного поля – асинхронно.

При увеличении механической нагрузки асинхронного двигателя тормозящий момент на валу становится больше вращающегося и скольже-

ние S возрастает.

_{Увеличение скольжения вызывает возрастание ЭДС и токов в обмот-}

ке ротора, благодаря чему увеличивается вращающий момент

^М _вр

и вос-

станавливается динамическое равновесие вращающего

^М _вр

и тормозящего

М _т моментов:

^М _вр

^{ М} _т

 М .

Таким образом, увеличение нагрузки асинхронного двигателя вызы-

вает увеличение его скольжения.

У современных асинхронных двигателей скольжение даже при пол-

ной нагрузке невелико – около 0,04 (четыре процента) у малых и около

0,015-0,02 (полтора-два процента) у крупных двигателей.

Характерная кривая зависимости М от скольжения S показана на рисунке 7.6,а.

_{Максимум вращающегося момента разделяет кривую}

_{М  f ( S ) на}

устойчивую часть от

^{S  0 до S} _k

^{и неустойчивую часть от S} _k

до S  1, в

_{пределах которой вращающий момент уменьшается с ростом скольжения.}

На участке от

^{S  0 до S} _k

при уменьшении тормозящего момента

^М _т ^{на валу асинхронного двигателя увеличивается скорость вращения,}

скольжение уменьшается, так что на этом участке работа асинхронного двигателя устойчива.

^{На участке от S} _k

до S  1

^{с уменьшением М} _т

скорость вращения

_{увеличивается, скольжение уменьшается и вращающий момент увеличива-}

154

ется, что приводит к еще большему возрастанию скорости вращения, так что работа двигателя неустойчива.

Таким образом, пока тормозящий момент

^М _т ^{ M} _max ^{, динамическое}

_{равновесие моментов автоматически восстанавливается. Когда же}

^М _т ^{ M} _max ^{, при дальнейшем увеличении нагрузки возрастание скольже-}

_{ния приводит к уменьшению вращающегося момента}

_{M и двигатель оста-}

навливается вследствие преобладания тормозящего момента над вращаю-

_щим.

_{Для практики большое значение имеет зависимость скорости двига-}

^{теля n} _p

от нагрузки на валу

ⁿ _p ^{ F( M ) . Эта зависимость носит название}

механической характеристики (рисунок 7.6,б).

Как показывает кривая рисунка 7.6,б, скорость асинхронного двига-

_{теля лишь незначительно снижается при увеличении вращающего момента}

в пределах от нуля до максимального значения

_{называют жесткой.}

М _max . Такую зависимость

М

^Мmах

Устойчивый

_{Неустойчивый}

S

0

^S_кр

n

ⁿкр

S_k 1 S

^М_нач

^М mах ^М

a) ^б)

Рисунок 7.7 – Зависимость вращающего момента на валу асинхрон- ного двигателя от скольжения (а) и механическая характеристика (б)

При перегрузке свыше максимального момента

^М _max

двигатель вхо-

дит в область неустойчивого режима и останавливается.

Асинхронные двигатели получили широкое распространение благо-

даря следующим достоинствам:

- простоте устройства;

- высокой надежности в эксплуатации;

- низкой стоимости.

С помощью асинхронных двигателей приводятся в движение подъ-

емные краны, лебедки, лифты, эскалаторы, насосы, вентиляторы и другие механизмы.

К недостаткам асинхронных двигателей относятся:

155

_{- ток при пуске асинхронного двигателя в 5-7 раз превышает ток в}

номинальном режиме

^I _п ^{ 5 − 7I} _н ^;

_{- пусковой вращающий момент относительно момента в номиналь-}

ном режиме мал

^М _п ^{ 1,2 − 1,6М} _н ^;

- регулирование скорости вращения ротора затруднено.