При различных напряжениях

сопротивления, т. е. числа витков обмоток статора и ротора. А это приводит к возрастанию магнитного потока (а, следовательно, к увеличению сечения магнитопровода) и тока холостого хода. Поэтому двигатели с повышенным значением k_м имеют большие габариты и массу, а ток холостого хода у них достигает 40 — 60% от номинального.

Большое значение для обеспечения устойчивой работы асинхронных двигателей имеет качество электроснабжения. Вращающий момент асинхронного двигателя зависит от квадрата питающего напряжения [см. (2.56) и (2.48)]. Поэтому даже незначительное уменьшение напряжения влияет на максимальный момент, а значительное уменьшение может вызвать остановку двигателя.

На рис. 2.24, а и б для примера приведены механические характеристики асинхронного двигателя при номинальном напряжении U₁ = U_ном (кривая 1) и напряжении U₁ = = 0,7 U_ном (кривая 2). Во втором случае электромагнитный момент уменьшается примерно в два раза, и работа двигателя при номинальной нагрузке становится невозможной. ГОСТом установлено, что длительное изменение напряжения в электрических сетях, питающих силовое оборудование, не должно отличаться от номинального более чем на 5% и +10%.

2.8. 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 cosφ₁ 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. 2.25. 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)s_ном.

Рис. 2.25 - Рабочие характеристики асинхронного двигателя (а)

И типичная кривая кпд электрической машины и ее потерь (б)

2.9. Пуск асинхронных двигателей

Способы пуска. При пуске двигателя по возможности должны удовлетворяться основные требования: процесс пуска должен осуществляться без сложных пусковых устройств; пусковой момент должен быть достаточно большим, а пусковые токи — по возможности малыми. Иногда к этим требованиям добавляют и другие, обусловленные особенностями конкретных приводов, в которых используют двигатели: необходимость плавного пуска, максимального пускового момента и пр.

Практически используют следующие способы пуска: непосредственное подключение обмотки статора к сети (прямой пуск); понижение напряжения, подводимого к обмотке статора при пуске; подключение к обмотке ротора пускового реостата.

Прямой пуск. Этот способ применяют для пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Двигатели этого типа малой и средней мощности обычно проектируют так, чтобы при непосредственном подключении обмотки статора к сети возникающие пусковые токи не создавали чрезмерных электродинамических усилий и превышений температуры, опасных с точки зрения механической и термической прочности основных элементов машины.

В асинхронных двигателях отношение L/R сравнительно мало (особенно в малых двигателях), поэтому переходный процесс в момент включения характеризуется весьма быстрым затуханием свободного тока. Это позволяет пренебречь свободным током и учитывать только установившееся значение тока переходного процесса.

Двигатели обычно пускают с помощью электромагнитного выключателя К — магнитного пускателя (рис. 2.26, а) и разгоняют автоматически по естественной механической характеристике М (рис. 2.26, б) от точки П, соответствующей начальному моменту пуска, до точки Р, соответствующей условию М = М_ст.

Рис. 2.26 - Схема прямого пуска асинхронного двигателя