Електромагнітний момент асинхронного двигуна. Механічні характеристики.

Главная » Каталог статей » Статьи на украинском » Елементи та пристрої систем управління автоматики » Асинхронні машини » Електромагнітний момент асинхронного двигуна. Механічні характеристики.

Підставивши у вираз (1.1.44) значення струму I2 з (1.1.33), знайдемо залежність електромагнітного моменту від параметрів двигуна:

image002 (1.1.45)

Так як параметри r1, r2, x1, x2 асинхронного двигуна при роботі з різними частотами обертання залишаються практично постійними, так же як і синхронна частота обертання ω1, то величина електромагнітного момента М змінюється лише від напруги мережі U1 і ковзання s.

image004

На рис.1.1.20 побудована залежність обертового момента асинхронної машини від ковзання при постійній напрузі U1. Там же вказані зони, що відповідають різним режимам роботи асинхронної машини. В діапазоні ковзання 0<s<1 машина працює в режимі двигуна, в діапазоні s<0 — в режимі генератора, в діапазоні s>1 — в режимі гальма.

Величина обертового момента асинхронної машини пропорційна квадрату напруги мережі U12. Цього неможна забувати при роботі з асинхронними машинами, томущо зниження напруги U1 хоча б на 20% від номінального (U1=0.8U1ном) веде до зменшення моменту на 36% М=U12; М=0.64Мном).

Ковзання s однозначно пов’язане з частотою обертання n2, тому вираз (1.1.45) являється рівнянням механічної характеристики асинхронного двигуна M=f(s) при U1=const.

image006

Механічні характеристики асинхронного двигуна виражаються або як M=f(s) при U1=const, або як M=f(n2) при U1=const, або як n2=f(М) при U1=const. Різні види механічних характеристик одного і того ж двигуна представлені на рис.1.1.21 і рис.1.1.22. Для того щоб їх зрозуміти, достатньо вспомнити, що s=0 відповідає n2=n1, а s=1 відповідає n2=0.

Розглядаючи характеристику М=f(s) при n1=const (див. рис.1.1.21), неважко замітити, що при s=0 (n2=n1) момент М=0. Потім з збільшенням s (зменшенням n2) момент зростає, досягає максимуми Мmax при критичному ковзанні sкр (критичній частоті обертання nкр), а потім зменшується.

Продиференціювавши вираз моменту (1.1.45) по ковзанню і прирівнявши похідну нулю, знайдемо відповідне максимальному моменту ковзання — критичне ковзання:

image008, (1.1.46)

або, нехтуючи r1, яке, як правило, невелике

sкр=c1r2/(x1+c1x2). (1.1.47)

Підставивши sкр з (1.1.46) в (1.1.45), знайдемо вираз максимального обертового моменту асинхронного двигуна

image010. (1.1.48)

Відношення максимального момента Мmax до номінального Мном характеризує перевантажувальну властивість асинхронних двигунів. Для сучасних двигунів Мmaxном=1,7image0122,5.

З аналізу виразів (1.1.47) і (1.1.48) випливає, що величина максимального момента асинхронного двигуна Мmax не залежить від активного опору ротора r2. В той же час величина критичного ковзання sкр, при якому момент досягає максимальної величини, прямо пропорційна активному опору r2, тобто sкрr2.

Це значить, що з підвищенням r2 механічна характеристика двигуна зміщується в бік великих ковзань (рис.1.1.23). При цьому з зміною r2 до визначеної величини (c1r2x1+c1x2) буде збільшуватися початковий пусковий момент МпускпускIпускIIпускIII), тобто момент при s=1 (n2=0).

image014Вираз початкового пускового моменту можна отримати з (1.1.45) шляхом підстановки в нього s=1:

image016. (1.1.49)

Початковий пусковий мо-мент Мпуск характеризує пускові властивості асинхронного дви-гуна. Чим більший пусковий момент і менший пусковий струм, тим кращі пускові властивості двигуна.

У сучасних трифазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором, кратність пускового момента — відношення пускового момента Мпуск до номінального Мном — як правило, складає 1,2image0172,5, а кратність пускового струму мають двигуни малої потужності:

Iпуск/Iном=3image0185.

Для приводів великої потужності, які потребують значних пускових моментів при порівняно невеликих струмах, як правило, використовують асинхронні двигуни з фазними роторами. На час пуску в коло ротора таких двигунів з допомогою контактних кілець і щіток вводять (див. рис.1.1.6,б) опору Rдод, тим самим зміщаючи механічну характеристику М=f(s) в бік великих ковзань (рис. 1.1.23). Це сприяє збільшенню пускового моменту Мпуск і одночасно зменшенню пускового струму Іпуск. По мірі розгону ротора двигуна опір Rдод поступово виводиться, а при досягненні ротором номінальної частоти обертання ротора замикається накоротко (Rдод=0).

Максимальний пусковий момент може бути досягнений при опорі Rдод, який зміщує максимум кривої М=f(s) до величини, яка відповідає s=1. Додатковий опір відповідає цій умові

Rдод=x1/c1+x2-r2. (1.1.50)

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики” частина 2

Оставьте комментарий к статье