Основные рабочие характеристики асинхронного двигателя

Рабочие характеристики асинхронного двигателя представляют собой зависимости скольжения S, числа оборотов ротора n2, раз­виваемого момента М, потребляемого тока I1, расходуемой мощности Р1, коэффициента мощности соs j и КПД η от полезной мощности Р2 на валу машины. Эти характеристики снимаются три естественных условиях работы двигателя, т. е. двигатель нерегулируемый, частота f1 и напряжение U1 се­ти остаются постоянными, а изменяется только нагрузка на валу двигателя.

1) Скоростная характеристика: Зависимость частоты вращения ротора от полезной мощности.

2) Зависимость момента двигателя от нагрузки => т.е. момент двигателя изменяется обратно пропорционально частоте вращения ротора и прямо пропорционально полезной мощности.

3) Зависимость коэфф мощности от полезнйо нагрузки: С ростом нагрузки возрастает ток, а следовательно коэффициент мощности, при нагрузках близких к номинальным значение коэфф достигает наибольшей величины (0,8-0,9). При дальнейшем увеличении нагрузки значение коэфф мощности начинает снижаться.

4) Зависимость КПД двигателя от нагрузки на его валу

5) Зависимость тока от нагрузки на валу

Анализируя рабочие характеристики, а именно зависимость коэфф мощности и КПД от P₂ можно сделать выводы:

1) Для того чтобы эти характеристики имели наиболее высокие значения двигатель по мощности должен выбираться таким, чтобы он имел номинальную загрузку.

2) Время ХХ должно быть исключено или ограниченно

3) Если двигатель при работе длительное время не дозагружен, то целесообразно снизить на это время напряжение подводимое к обмоткам статора, например посредствам переключения обмоток с треугольника на звезду.

При увеличении нагрузки на валу двигателя скольжение возрастет, причем при боль­ших нагрузках скольжение увеличивается несколько быст­рее, чем при малых. При холостом ходе двигателя п2=n1 или S=0. При номинальной нагрузке скольжение обычно составляет S = 3-5%. Скорость вращения ротора

Так как при увеличении нагрузки на валу двигателя скольжение возрастает, то число оборотов будет уменьшаться. Однако из­менение скорости вращения при увеличении нагрузки от 0 до номи­нальной очень незначительно и не превышает 5%. Поэтому скоро­стная характеристика асинхронного двигателя является жесткой — она имеет очень малый наклон к горизонтальной оси.

Вращающий момент, развиваемый двигателем М, уравновешен тормозным моментом на валу М₂ и моментом, идущим на преодоление механических потерь М₀, т. е.

где Р₂ — полезная мощность двигателя, W₂ — угловая скорость ротора.

При холостом ходе двигателя вращающий момент равен М₀; с увеличением нагрузки на валу этот момент также увеличивается, причем за счет некоторого уменьшения скорости ротора увеличение вращающего момента происходит быстрее, чем увеличение полезной мощности на валу. Сила тока I₁ потребляемого двигателем из сети, неравномерно изменяется с увеличением нагрузки на валу двигателя. При холо­стом ходе соs j мал и ток имеет большую реактивную составляю­щую и очень малую активную составляющую. При малых нагруз­ках на валу двигателя активная составляющая тока статора меньше реактивной составляющей, а потому изменение нагрузки, т. е. изменение активной составляющей тока, вызывает незначитель­ное изменение силы тока I₁. При больших нагрузках активная составляющая тока статора становится больше реактивной и изменение нагрузки вызывает значительное изменение силы тока I1.

Изменение коэффициента мощности при изменении нагрузки на валу двигателя происходит следующим образом. При холостом ходе соsj мал (порядка 0,2), так как активная составляющая тока ста­тора, обусловленная потерями мощности в машине, мала по срав­нению с реактивной составляющей этого тока, создающей магнит­ный поток. При увеличении нагрузки на валу соsj в результате увеличе­ния активной составляющей тока статора. При очень больших на­грузках происходит некоторое уменьшение соsj, так как вследствие значительного увеличения скольжения и частоты тока в роторе возрастает реактивное сопротивление обмотки ротора.

При холостом ходе КПД равен нулю. С увели­чением нагрузки на валу двигателя КПД резко увеличивается, а затем уменьшается. Наибольшего значения КПД достигает при такой нагрузке, когда потери мощности в стали и механические потери, не зависящие от нагрузки, равны потерям мощности в обмотках статора и ротора, зависящим от нагрузки.

Дата добавления: 2015-12-01