33 Изменение вторичных параметров ротора асинх. Двигателя при его вращении.

В результате взаимодействия вращающегося магнитного поля с токами, индуктированными им в проводниках роторной обмотки, возникают силы, действующие на эти проводники в тангенциальном направлении. Электромагнитная мощность, передаваемая ротору вращающимся магнитным полем, равна:

Р_эм. = М_эм.  n_о /30 = М_эм. 2 f/р

где М_эм. - электромагнитный момент, действующий на ротор. С другой стороны:

Р_эм. = m₂ r₂ I₂² /s.

Из этих выражений найдем электромагнитный момент:

М_эм. = (р m₂ /2  f)(r₂ I₂² /s)

С учетом выражений для ЭДС, тока и угла сдвига фаз между током и напряжением ротора, вводим постоянную с = 2,22 р m₂ k₂ w₂/π и пренебрегая моментом трения, получаем выражение момента на валу:

М ≈ М_эм. = с Ф I₂ cos ψ₂ (н м), если Ф (вб), I (А).

Вращающий момент зависит от изменяющихся при нагрузке Ф, I₂ , cos ψ₂, но его можно представить в виде функции одной переменной. Такой переменной для асинхронного двигателя удобно выбрать скольжение s. Тогда выражение для вращающего момента будет выглядеть:

М ≈ с_м U₁² {s r₂ /[r₂² + (sx₂ )²]}.

В этой формуле единственная переменная - скольжение s. Момент на валу меньше момента на двигателе из-за потерь, но они не велики и их можно не учитывать. Найдём критическое скольжение, для чего возьмём производную от момента по скольжению и приравняем её нулю:

S_кр ≈ ± r₂ /x₂ .

При s_кр момент наибольший, т.е. М_max. ≈ с_м U₁² (1/2x₂ ). Максимальный момент М_max пропорционален квадрату напряжения сети, т.е. асинхронные двигатели чувствительны к понижению напряжения.

Механическая характеристика асинхронного двигателя.

Механическая характеристика - это зависимость скорости вращения от вращающего момента. Она получается из кривой М = f(s) или из формулы для вращающего момента, если учесть, что при: s = 1 n = 0 и при s = 0 n = n_o . Эта характеристика является основной для любого электродвигателя и определяет его эксплуатационные возможности.

Рис. 38. Механическая характеристика асинхронного двигателя

Номинальный режим - это когда двигатель не перегревается.

s = 0,02 - 0,06; n = n_o (1 - s ) = (0,94 - 0,98) n_o .

Отношение k_m = M_max/M_ном = 1,8 - 2,5 - перегрузочная способность.

Отношение k_п = М_п/М_ном = 1,1 - 1,8 - кратность пускового момента.

Свойства автоматического установления равновесия между статическим моментом сопротивления и преодолевающим его моментом двигателя над саморегулированием. Саморегулирование и устойчивая работа двигателя обеспечивается для всей верхней ветви механической характеристики: т.е. от М = 0 до М = М_max. Механическая характеристика с малым изменением скорости при изменении нагрузки называется жёсткой. Точка К механической характеристики соответствует положению неустойчивого равновесия, т.к. при любом малом снижении скорости, М не растёт, а падает и двигатель останавливается. Вся нижняя часть характеристики является областью неустойчивой работы. М_max называется опрокидывающим моментом.