V. Механическая характеристика
![]() |
Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения ротора от момента на валу . Так как при нагрузке момент холостого хода мал, то
и механическая характеристика представляется зависимостью
. Если учесть взаимосвязь
, то механическую характеристику можно получить из (11.43) или (11.46), представив ее графическую зависимость в координатах
и
(рис. 11.11).
Пример 11.1. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором питается от сети с напряжением = 380 В при
= 50 Гц. Параметры двигателя:
= 14 кВт,
= 960 об/мин,
= 0,85,
= 0,88, кратность максимального момента
= 1,8.
Определить: номинальный ток в фазе обмотки статора, число пар полюсов, номинальное скольжение, номинальный момент на валу, критический момент, критическое скольжение и построить механическую характеристику.
Решение. Номинальная мощность, потребляемая из сети
кВт.
Номинальный ток, потребляемый из сети
А.
Число пар полюсов
,
где = 1000 – синхронная частота вращения, ближайшая к номинальной частоте
= 960 об/мин.
Номинальное скольжение
.
Номинальный момент на валу двигателя
Н·м.
Критический момент
Н·м.
Критическое скольжение находим по (11.46), подставив ,
и
.
Для построения механической характеристики с помощью определим характерные точки: точка холостого хода
= 0,
= 1000 об/мин,
= 0, точка номинального режима
= 0,04,
= 960 об/мин,
= 139,3 Н·м и точка критического режима
= 0,132,
= 868 об/мин,
=250,7 Н·м.
Для точки пускового режима = 1,
= 0 из (11.46) находим
Н·м.
По полученным данным строят механическую характеристику. Для более точного построения следует увеличить число расчетных точек и для заданных скольжений определить моменты и частоту вращения.
Итак,
Режим | Холостой ход | номинальный | критический | Пуск |
S | Sн | Sкр | ||
N2 | N1 | Nn | N2кр | |
Mc | Mн | Mкр | MПУСК |
Пуск и регулирование скорости асинхронного двигателя
VI. Способы пуска
При пуске ротор разгоняется от частоты вращения = 0 до некоторой частоты
. Пуск возможен только тогда, когда вращающий момент двигателя больше момента сопротивления. Ниже рассмотрены основные способы пуска.
Прямой пуск осуществляется включением обмотки статора на напряжение сети. В первый момент скольжения = 1, пусковой ток максимален
. (11.47)
Кратность пускового тока .
Пусковой момент по (11.43)
. (11.48)
Анализ (11.48) показывает, что при прямом пуске возникают большой бросок тока и относительно небольшой пусковой момент. Это оказывает отрицательное влияние на возможность пуска самого электродвигателя и на устойчивость работы других электродвигателей из-за снижения напряжения.
Пуск переключением обмотки статора применяется для двигателей, работающих при соединении обмоток статора в треугольник. При пуске обмотка статора с помощью переключателя соединяется в звезду. В результате линейный пусковой ток уменьшается примерно в три раза, пусковой момент также уменьшается в три раза. Если пусковой момент достаточен для разгона электропривода, то такой пуск допустим. После пуска обмотку статора переключают на схему треугольника, и двигатель работает в нормальном режиме.
При автотрансформаторном пуске обмотка статора включается на пониженное напряжение с помощью автотрансформатора. Двигатель разгоняется при пусковом токе и моменте в раз меньше по сравнению с прямым пуском, где
– коэффициент трансформации понижающего автотрансформатора. В конце разгона двигатель переключается на напряжение сети.
Пуск двигателя с фазным ротором осуществляется путем включения пускового реостата в цепь ротора чере5з контактные кольца и щетки. Сопротивление пускового резистора в фазе выбирают таким, чтобы пусковой момент был максимальным. Так как
= 1 и
, то с помощью (11.45) находим
,
откуда
.
Пуск двигателя поясняется схемой на рис. 11.11. В момент пуска двигатель развивает максимальный момент и разгон происходит на участке механической характеристики 1.
![]() |
В момент, соответствующий точке , выключается первая ступень резистора и момент скачком увеличивается до точки
механической характеристики 2; при разгоне до точки
выключается вторая ступень резистора и рабочая точка скачком переходит в точку
естественной механической характеристики 3. Установившийся режим наступает в точке
соответствующей равенству моментов двигателя и нагрузки. Резистор закорачивается и щетки отводятся от колец.
Такой способ пуска применяют, как правило, для двигателей большой мощности при ограниченном пусковом токе и высоких требованиях к приводу. Недостатками способа являются значительные потери электрической энергии в пусковом резисторе и сложность устройства ротора.
Пример 11.2. Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет номинальные параметры: = 30 кВт,
= 1500 об/мин,
= 0,03 Ом и
= 0,144 Ом. Определить сопротивление добавочного резистора
, который должен быть включен в фазу ротора для обеспечения пускового момента, равного критическому.
Решение. Согласно (11.45) в режиме пуска
,
откуда
Ом.
Дата добавления: 2017-09-01; просмотров: 1916;