4) Рабочие характеристики ад

Рабочими хар-ми называют в зависимости скольжение S, числа оборотов ротора n₂, развиваемого момента M, тока статора I₁, расходуемой мощности P₁, коэффициента мощности cos(ψ), КПД от нагрузки полезной мощности P₂ на валу машины.

Эти характеристики снимаются при естественных условиях работы двигателя, то есть двигатель не имеет в составе преобразователя частоты (u=const, f=const), а изменяется только нагрузка на валу двигателя.

А) Скоростная характеристика – это зависимость частоты вращения ротора n₂ от полезной мощности на валу P₂ .

Так как при увеличении нагрузки на валу скольжение возрастает, то число оборотов будет уменьшаться. Однако изменение скорости вращения при увеличении нагрузки от 0 до номинальной - незначительно и не превышает 5% (за счет скольжения), поэтому скоростная характеристика является жесткой – она имеет малый угол наклона к горизонтальной оси. Зависимость n₂ от P₂ может быть получена из s от Р₂: n2=n0(1-s)

Б) Зависимость момента от нагрузки

Развиваемый момент М уравновешен тормозным моментом на валу М₂ и моментом идущим на преодоление механических потерь M₀.

М=М₂+ М_0, М₂=Р₂/w_2, w₂=2*π*n₂/60, M=60P₂/2πn₂+ М₀

При увеличении нагрузки на валу этот момент также увеличивается, причем за счет уменьшения скорости n₂ момент начинает расти быстрее.

…4

В) Зависимость силы тока I₁ от нагрузки на валу (полезной мощности)

Сила тока I₁, потребляемая двигателем из сети неравномерно изменяется с увеличением нагрузки на валу двигателя. При холостом ходе cos ψ мал и ток имеет большую реактивную составляющую и очень малую активную составляющую. При малых нагрузках на валу двигателя, активная составляющая тока статора меньше реактивной, а поэтому изменение нагрузки, то есть изменение активной составляющей тока статора вызывает незначительные изменения силы тока I₁, определяющихся в основном реактивными составляющими.

При больших нагрузках активная составляющая тока статора становится больше реактивной и изменение нагрузки вызывает значительное изменение силы тока I₁(I1=I0-I2’,I2’=-I2,I1=I0+I2’=0)

Г) Зависимость потребляемой мощности от полезной P₁=f (P₂)

P=Mw

Графическая зависимость потребляемой двигателем мощности Р₁ изображается почти прямой линией, незначительно отклоняющейся вверх при больших нагрузках, что объясняется увеличением потерь ротора и статора с увеличением нагрузки.

P1=P2+Pмех+Pнагр+Pпот.рас.

Pнагр=IU

…4

Д) Зависимость КПД от нагрузки:

КПД=P₂/P₁*100%

P₁-P₂=ΔP

КПД= (P₁-ΔP)/P₁*100%

При холостом ходе КПД=0. С увеличением нагрузки на валу, КПД резко увеличивается, а затем уменьшается. Наибольшее значение КПД достигает при такой нагрузке, когда потери на нагрев и механические потери мощности в обмотках ротора и статора минимальны, зависящем от нагрузки.

E) Коэффициент полезной мощности cosψ

Изменение коэффициента мощности при изменении нагрузки происходит следующим образом: при холостом ходе cosψ мал, так как активная составляющая тока статора обусловлена потерями мощности в машине мала по сравнению с реактивной составляющей этого тока, создающего магнитный поток. При увеличении нагрузки на валу cosψ возрастает, достигая максимального значения порядка 0,8-0,9 в результате увеличения активной составляющей тока статора. При очень больших нагрузках происходит некоторое уменьшение cosψ так как вследствие значительного увеличения скольжения и частоты тока в роторе, возрастает реактивное сопротивление в обмотке ротора.