Рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигателя

Рабочими характеристиками называются зависимости мощ­ности Р₁скольжения s, тока в фазе статора I₁, КПД η и cosφ₁ от полезной мощности Р₂при U₁= const и f₁ = const.

Характеристики строятся для зоны практически устойчи­вой работы двигателя, т.е. до значений скольжений(1,1... 1,2)%. Опытным путем характеристики получают путем изменения нагрузки на валу двигателя при помощи вспомогательного нагрузочного устройства, из которых предпочтительным являет­ся генератор постоянного тока независимого возбуждения. Непосредственно измеряют момент, скорость вращения, ток ста­тора, мощность, потребляемую из сети. Скольжение, КПД и ко­эффициент мощности определяют расчетным путем по соот­ношениям, приведенным выше.

Рабочие характеристики, построенные в относительных единицах, представлены на рис. 3.16.

Рис. 3.16. Рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигателя

Зависимость s(P₂) практически линейна и кривая слабо наклонена к оси абсцисс, поскольку s_H ≈ (0,08...0,1) и момент практически линейно зависит от скольжения.

Зависимость Р₁ (Р₂) также близка к линейной, как и зависи­мость I₁(Р₂). Это свидетельствует о том, что активная состав­ляющая тока пропорциональна полезной мощности Р₂. Реак­тивная составляющая тока в диапазоне рабочих нагрузок ме­няется мало, поскольку она определяется током холостого хода I₀, который составляет 20...40% от номинального тока. Поэтому зависимость I₁(P₂) выходит не из начала координат.

Зависимость cosφ₁ = f(P₂) показывает, что при малых на­грузках cosφ₁ имеет низкие значения (0,1...0,3). С увеличением нагрузки cosφ₁ увеличивается, достигая максимума (0,75...0,9) при нагрузке, близкой к номинальной. С ростом нагрузки и мощности активная составляющая мало изменяется по срав­нению с режимом холостого хода. При дальнейшем росте нагрузки cosφ₁ снижается из-за роста потоков рассеяния об­моток.

Зависимость η(Р₂) имеет такой же характер, как и у транс­форматора. Максимум КПД имеет место при нагрузках, немно­го меньших, чем номинальное значение. При дальнейшем уве­личении нагрузки КПД снижается из-за роста электрических потерь, которые пропорциональны квадратам токов статора и ротора.

Из анализа рабочих характеристик следует, что при малых нагрузках работа двигателя неэффективна, он имеет малые значения КПД и коэффициента мощности. С другой стороны, если двигатель перегружен, то эффективность его работы также снижается, но сверх того, он испытывает повышенный нагрев, а условия охлаждения, напротив, ухудшаются, поскольку интенсивность охлаждения зависит от куба скорости враще­ния вентилятора на валу двигателя. Поэтому, выбирая двига­тель для конкретного механизма, следует как можно точнее рассчитывать его мощность.