Механическая характеристика асинхронного двигателя. Формула Клосса.

Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения ротора от момента на валуn = f (M2). Так как при нагрузке момент холостого хода мал, то M2 ≈ M и механическая характеристика представляется зависимостью n = f (M). Если учесть взаимосвязь s = (n1 - n) / n1, то механическую характеристику можно получить, представив ее графическую зависимость в координатах n и М (рис. 1). Рис. 1. Механическая характеристика асинхронного двигателя Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя соответствует основной (паспортной) схеме его включения и номинальным параметрам питающего напряжения. Искусственные характеристикиполучаются, если включены какие-либо дополнительные элементы: резисторы, реакторы, конденсаторы. При питании двигателя не номинальным напряжением характеристики также отличаются от естественной механической характеристики. Механические характеристики являются очень удобным и полезным инструментом при анализе статических и динамических режимов электропривода.

Выражение для электромагнитного момента (*) справедливо для любого режима работы и может быть использовано для построения зависимости момента от скольжения при изменении последнего от +∞ до −∞ (рис. 2.14).

Рассмотрим часть этой характеристики, соответствующая режиму двигателя, т.е. при скольжении, изменяющемся от 1 до 0. Обозначим момент, развиваемый двигателем при пуске в ход (S =1) как M _пуск. Скольжение, при котором момент достигает наибольшего значения, называют критическим скольжением S _кр, а наибольшее значение момента – критическим моментом M _кр. Отношение критического момента к номинальному называют перегрузочной способностью двигателя

M _кр/ M _н=λ=2÷3.

Из анализа формулы (*) на максимум можно получить соотношения для M _кр и S _кр

M кр= C м	U 1^2	; S кр≈	R 2	.
2 X 2	X 2

Критический момент не зависит от активного сопротивления ротора, но зависит от подведенного напряжения. При уменьшении U ₁ снижается перегрузочная способность асинхронного двигателя.

Из выражения (*), разделив M на M _кр, можно получить формулу, известную под названием «формула Клосса», удобную для построения M = f (S).

	M	=
M кр	S / S кр+ S кр/ S

Если в эту формулу подставить вместо M и S номинальные значения момента и скольжения (M _н и S _н), то можно получить соотношение для расчета критического скольжения.

.

Участок характеристики (рис. 2.14), на котором скольжение изменяется от 0 до S _кр, соответствует устойчивой работе двигателя. На этом участке располагается точка номинального режима (M _н, S _н). В пределах изменения скольжения от 0 до S _кр изменение нагрузки на валу двигателя будет приводить к изменению частоты вращения ротора, изменению скольжения и вращающего момента. С увеличением момента нагрузки на валу частота вращения ротора станет меньше, что приведет к увеличению скольжения и электромагнитного (вращающего) момента. Если момент нагрузки превысит критический момент, то двигатель остановится.

Участок характеристики, на котором скольжение изменяется от Sкр до 1, соответствует неустойчивой работе двигателя. Этот участок характеристики двигатель проходит при пуске в ход и при торможении.

Дата добавления: 2015-07-15