double arrow

Механическая характеристика асинхронного двигателя

Свойство саморегулирования вращающего момента асинхронного электродвигателя

Оно заключается в том, что при изменении момента нагрузки на валу автоматически изменяется и вращающий момент двигателя, восстанавливая нарушенное равновесие моментов.

Рассмотрим процессы, происходящие при этом в двигателе.

Предположим, что внезапно увеличился момент сопротивления на валу двигателя МС­. Ротор начнет затормаживаться, и его скорость вращения снижаться n2¯. При этом скольжение ротора будет возрастать S­. Увеличение скольжения вызовет увеличение ЭДС ротора Е2­ и возрастание тока ротора I2­ в его проводниках. В свою очередь возрастут электромагнитные силы, действующие на проводники с током ротора со стороны вращающегося поля статора. Таким образом, вращающий момент ротора увеличится М­ и уравновесит момент сопротивления. Описанный переходный процесс может быть записан следующей формулой:

МС­ - n2¯ - S­ - Е2­ - I2­ - М­ (М=МС).

Понимание свойства саморегулирования - ключ к пониманию всех характеристик асинхронного двигателя.

Механической характеристикой называют зависимость частоты вращения вала двигателя от момента на его валу n2=f(M) или S=f(M).

Для асинхронных двигателей эта зависимость устанавливается при помощи формулы Клосса:

,

где - максимальный (критический момент двигателя;

S и SK - соответственно, текущее и критическое скольжение;

Cm - постоянная машины;

Ф - магнитный поток машины;

Е2Н и X2Н - соответственно ЭДС и реактивное сопротивление ротора, соответствующие критическому моменту.

Механическая характеристика изображена на рис. 59. На характеристике можно выделить четыре характерные точки:

1 Точка идеального холостого хода. В ней М=0, S=0;

2 Точка номинального режима работы. В ней М=МН, S=SН. Значения n2Н и МН можно определить по каталожным данным двигателя;

3 Точка максимального или критического момента. В ней М=Мm, S=SK. Данная точка характеризует перегрузочную способность двигателя.

Рис. 59

В каталогах для определения параметров данной точки приводится величина кратности критического момента двигателя:

.

Величина кратности позволяет определить максимально возможный момент двигателя.

4. Точка пуска. В ней М=МП, S=1. Данная точка характеризует пусковые свойства двигателя. В каталогах для определения пусковых свойств приводится величина кратности пускового момента двигателя:

.

В каталогах приводится также коэффициент кратности пускового тока

который позволяет определить величину тока двигателя в момент пуска.

Из приведенных данных видно, что двигатель обладает неплохими пусковыми и перегрузочными свойствами. Однако пусковой ток его достигает значительных величин. Пяти - семикратный ток в течение нескольких секунд может вызвать перегрев обмоток двигателя. Для двигателей большой мощности может оказаться даже невозможным запуск от имеющейся в распоряжении сети.

Кроме того, необходимо обратить внимание на то, что вращающий момент (в т.ч. и пусковой) двигателя существенно зависит от напряжения. Это видно из соотношения

,

так как поток Ф машины определяется напряжением, а ЭДС Е2Н ротора зависит от потока. Отсюда следует, что момент машины пропорционален напряжению в квадрате:

Существенная зависимость момента машины от напряжения сети определяет особенности эксплуатации машин. При пуске двигателей от сетей выполненных «тонким и длинным» проводом, что свойственно для сетей сельскохозяйственного назначения, в линейных проводах сети (благодаря их высокому полному сопротивлению) при значительных пусковых токах возникают значительные потери напряжения DU. Это ведет к отклонению напряжения на зажимах двигателя от номинального

Снижение напряжения вызывает квадратичное уменьшение пускового момента двигателя. Так, например, при отклонении напряжения всего на 10% момент двигателя составит то есть уменьшится на 19%.

В соответствии с ГОСТ в момент пуска двигателя предельное значение отклонения напряжения не должно превышать 20%. Выполнение этого условия проверяют при проектировании сетей.

Таким образом, для правильной эксплуатации двигателей необходимо обеспечивать для них минимально возможный момент при запуске.


Сейчас читают про: