Электромеханические и механические характеристики АД

8.1. Характеристики АД при номинальных напряжении и частоте

Характерный вид механической характеристики Ω = f (M) и электромеханической характеристики Ω = f (I) приведен на рис. 8.1. Характеристика тока скорости по (7, а), а момента – по (7.11) и (7.12).

Ω

Ωо

Ωкр

I

Iп

Iμ

Iн

Мн

Мп

Мт

М

I

M

Рисунок 8.1. Характерный вид характеристик Ω = f (M) и Ω = f (I) АД.

Характерные точки на характеристике момента:

1. Ω = Ω_о , М = 0;

2. Ω =Ω_н , М = М_н;

3. Ω = Ω_к ,М = М_т; М_т = 1,8 …2.8 М_н;

4. Ω = 0; М = М_п; М_п = 1.0 …1.3 М_н.

Характерные точки на характеристике тока

1. Ω = Ω_о , I=I_μ = (0,3 … 0,4) I_н =I_н;

2. Ω = Ω_н , I = I_н;

3. Ω = 0,5Ω_о , I» (0,8 …0,9) I_н;

4. Ω = 0; I = I_п » (5 …7) I_н .

Формула связи между скольжением и скоростью, см. (7.19)

Ω = Ω_о (1 – s) (8.1)

Часто пользуются величиной относительной скорости:

тогда (8.2)

Отсутствие пропорциональности между моментом двигателя и током статора во время пуска объясняется значительным снижением магнитного потока двигателя, а также уменьшением коэффициента мощности вторичной цепи при пуске.

Момент асинхронного двигателя, как и любой электрической машины, пропорционален магнитному потоку Ф и активной составляющей вторичного тока.

, (8.3)

где - конструктивный коэффициент; Ψ₂ – угол сдвига между ЭДС и током ротора;

. (8.4)

На рис. 8.2 изображена схема замещения АД для начального момента пуска (режим КЗ).

U1

I1п

r1

x1

Рисунок 8.2. Схема замещения АД в режиме короткого замыкания.

Как видим, пусковой ток находится как

,

где - сопротивления КЗ.

ЭДС при пуске

Е_1п = U₁ – I_1п (r₁ + jx₁)» 0,5 U₁

Магнитный поток Ф определяется из формулы:

Е_1п = 4,44W_э · f · Ф_п , и оказывается примерно вдвое меньше магнитного потока в режиме номинальной нагрузки, или холостого хода. вместо 0,8 …0,9 при номинальном режиме нагрузки.

Итак, формула момента

при пуске (t=0) даёт

.

Несмотря на то, что принят равным пятикратному току, момент М_п » М_н.

В случае, если рассматриваются двигатели с увеличенным сопротивлением ротора (глубокопазные и др.), (в их обозначениях появляется буква С или П – повышенный пусковой момент), то их характеристики момента будут иметь три особенности:

1. увеличением критическое скольжение пропорционально увеличивается ;

2. Максимальный момент М_тах остается неизменным (М_т = const);

3. Пусковой момент увеличивается, а пусковой ток уменьшается.

Ω

Ωо

Мп1

Мп2

Мп3

Мm

M

Если в цепь ротора фазного двигателя ввести сопротивление , то наблюдаются те же три особенности, см. рис. 8.3.

Рисунок 8.3. Изменение механических характеристик АДФР при увеличении сопротивления