Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Момент пропорционален квадрату приложенного к обмотке статора напряжения.

Механическая характеристика

Механическая характеристика имеет наибольшее значение для определения свойств двигателя и представляет зависимость частоты вращения ротора от вращающего момента, т. е. или . Часто эту зависимость выражают в виде или .

Электромагнитный момент , развиваемый электромагнитными силами на роторе асинхронной машины, определяется равенством

, (4.1)

где механическая мощность на роторе, определяемая выражением (3.43); - механическая угловая скорость вращения ротора;

. (4.2)

С учетом равенств (3.43) и (4.2) равенство (4.1) перепишем в виде

. (4.3)

Электромагнитный момент определим по электромагнитной мощности:

(4.4)

и получить результат, полностью совпадающий с выражением (4.3).

Ток главной ветви схемы замещения с учетом формулы (3.36) для наиболее распространенной уточненной Г-образной схемы замещения

. (4.5)

Электромагнитная мощность по формуле (3.19) с учетом выражения (4.5)

. (4.6)

Выражение электромагнитного момента как функция скольжения (уравнение механической характеристики) на основании равенств (4.4) и (4.5) имеет вид

. (4.7)

Формула (4.7) позволяет сделать следующие выводы:

Момент пропорционален квадрату приложенного к обмотке статора напряжения.

2. Момент имеет сложную зависимость от скольжения, определяемую соотношением сопротивлений машины.

Задаваясь значениями при известных параметрах двигателя можно определить и построить искомую механическую характеристику. В электромеханике механическую характеристику (рис. 4.1, а) часто показывают как зависимость или . В теории электропривода широко используют зависимость (рис. 4.1, б) или .

Генераторный режим

Тормозной режим

Двигательный режим

Генераторный режим

Тормозной режим

Двигательный режим

Рис. 4.1. Механические характеристики асинхронной машины

а)

б)

На рис. 4.2 приведена механическая характеристика асинхронного двигателя.

Характерными точками этой кривой являются:

а) идеальный холостой ход двигателя, недостижимый для двигателя на практике;

б) номинальный режим асинхронного двигателя;

в) режим максимального (критического) момента;

г) пусковой режим двигателя.

Рис. 4.2. Механическая характеристика асинхронного двигателя

Для получения выражения максимального электромагнитного момента М_МАХ и про-порциональной ему максимальной электромагнитной мощности Р_МАХ, полагая все величины, входящие в формулы (4.7) и (4.6), кроме скольжения, постоянными, определяют производную момента или мощности по

и приравнивают ее к нулю:

. (4.8)

Уравнение (4.8) обращается в нуль только при

. (4.9)

В этом случае критическое скольжение, при котором мощность достигает максимума,

(4.10)

или, если пренебречь величиной ,

. (4.11)

Подставив из формулы (4.10) в выражение (4.6), получим формулу максимальной мощности:

. (4.12)

Знак «плюс» в формуле (4.12) соответствует двигательному режиму работы, знак «минус» - генераторному.

Для максимального (критического) электромагнитного момента аналогично формуле (4.12) по выражению (4.7) получают

. (4.13)

По относительной величине, как следует из выражения (4.13), критический момент генераторного режима машины больше, чем в двигательном режиме.

Из полученных формул (4.10) и (4.13) следует, что максимальный момент :

1) при заданной частоте и заданных параметрах машины пропорционален квадрату напряжения (асинхронный двигатель весьма чувствителен к уменьшению напряжения сети);

2) не зависит от активного сопротивления роторной обмотки;

3) получается при тем большем скольжении, чем больше активное сопротивление роторной цепи;

4) при заданной частоте почти обратно пропорционален сумме сопротивлений , т. е. тем меньше, чем больше индуктивные сопротивления рассеяния статорной и роторной обмоток.

Величина момента имеет особенно важное значение при работе асинхронной машины в режиме двигателя: его часто называют опрокидывающим моментом.

Отношение

(4.14)

называют коэффициентом максимального момента, определяющим перегрузочную способность двигателя. У двигателей общепромышленных серий мощностью от 0,6 до 2000 кВт .

При скольжении из формулы (4.7) получают формулу пускового момента:

. (4.15)

Пусковой момент достигает максимума, как следует из формулы (4.10), при условии

. (4.16)

Как видно из формул (4.15) и (4.16) пусковой момент:

1) при заданной частоте и неизменных параметрах машины пропорционален квадрату напряжений ;

2) достигает максимума при условии, что активное сопротивление цепи ротора равно индуктивному сопротивлению машины ;

3) при прочих равных условиях тем меньше, чем больше индуктивность машины .

Пусковой момент выражают отношением

, (4.17)

называемым отношением пускового момента к номинальному или кратностью пускового момента.

Для асинхронных двигателей общепромышленных серий с короткозамкнутым ротором пусковой (начальный) момент невелик и составляет .