Вращающий момент асинхронного двигателя

Вращающий момент любого электрического двигателя создается в результате взаимодействия магнитного поля и проводников с током. В двигателе постоянного тока вращающий момент выражается формулой

В асинхронном двигателе вращающий момент выражается аналогичной формулой. Нужно только установить, какое значение тока должно быть использовано. Полный ток /2 в обмотке ротора состоит из активной / =Асoscp2 и реактивной /р2 =/2sin2 составляющих. Допустим, что активная составляющая тока ротора равна нулю. Тогда, несмотря на наличие ЭДС Ег и тока /2 в обмотке ротора, активная мощность этой обмотки равнялась бы нулю. Но ротор, не потребляющий активной мощности, не может создавать вращающего момента, так как момент М = Р со и равен нулю при Р = 0. Следовательно, реактивная составляющая тока ротора не участвует в создании вращающего момента и можно написать

т.е. вращающий момент асинхронного двигателя пропорционален результирующему магнитному потоку и активной составляющей тока в обмотке ротора. Коэффициент пропорциональности с зависит от конструктивных параметров двигателя.

Важно установить, как зависит вращающий момент от скольжения двигателя. Подставим в формулу момента значения /2 и cos2 :

Как и следовало ожидать, при 5 = 0 вращающий момент исчезает. При s = 00 вращающий момент также обращается в нуль. Таким образом, с увеличением скольжения от нуля вращающий момент увеличивается, достигает максимума, а с дальнейшим возрастанием s до бесконечности снова стремится к нулю. Задаваясь различными значениями скольжения, можно построить график зависимости М (s), который представлен на рис. 9.13. На графике выделены три момента: номинальный вращающий момент Мн, максимальный момент Л/макс и пусковой момент Мп. Номинальный момент обычно соответствует скольжению s = 3—5%, максимальный момент — 10—14%, пусковой момент — 100%. Обычно асинхронный двигатель рассчитывают так, чтобы максимальный момент в 2—3 раза превышал номинальный, а пусковой момент примерно равнялся номинальному. Небольшое значение пускового момента — один из существенных недостатков асинхронного двигателя.

Максимальный вращающий момент разбивает кривую М (л) на два участка. Участок от 0 до точки А соответствует устойчивым режимам работы асинхронного двигателя; с увеличением момента нагрузки скорость вращения двигателя замедляется, скольжение увеличивается и, как очевидно из графика, возрастает вращающий момент. Новое положение равновесия достигается, когда вращающий момент становится равным тормозному. При этом двигатель устойчиво вращается с уменьшенной скоростью.

Участок за точкой А соответствует неустойчивым режимам работы двигателя: с увеличением момента нагрузки скольжение увеличивается, вращающий момент уменьшается, скольжение возрастает еще больше и т.д. Двигатель останавливается и начинает быстро нагреваться, так как при s = 1 его пусковой ток в 6—7 раз превышает номинальное значение.

Рис. 9.13

Рис. 9.14

Зависимость скорости вращения двигателя п2 от момента на валу М при постоянных напряжении питания и частоте сети называется механической характеристикой (рис. 9.14). Она может быть снята экспериментально и легко получена на основании графика М (s). С увеличением момента нагрузки скорость вращения двигателя уменьшается незначительно. Если момент нагрузки превысит максимальный момент, то скорость вращения двигателя лавинообразно уменьшится до нуля.

Скорость вращения асинхронного двигателя существенно зависит от напряжения питания. Можно показать, что вращающий момент М пропорционален квадрату напряжения питания. Поэтому даже небольшие колебания напряжения питания приводят к заметному изменению вращающего момента и скорости вращения двигателя.

Карточка № 9.9 (168)

Вращающий момент асинхронного двигателя

Как изменяется вращающий момент асинхронного двигателя при увеличении скольжения от нуля до единицы?

Уменьшается

191

Увеличивается

199

Сначала увеличивается, затем уменьшается

29

Сначала уменьшается, затем увеличивается

155

Что произойдет, если тор- мозной момент на валу асинхронного двигателя п ревыс ит макси мал ь11 ый вращающий момент?

Скольжение уменьшится до нуля

101

Скольжение увеличится до единицы

21

Скольжение будет равно оптимальному значению

119

Чему равен вращающий момент асинхронного двига- теля при:

  • а) 5 = 0;
  • б) 5=1?

а) 0; б) Мп

28

а) 0; б) 0

117

а) М„; б) 0

42

Чему равен вращающий момент асинхронного двигателя при s = 50ПТ ?

0

56

М„

162

мп

171

м

11 макс

70

Продолжение карт. № 9.9

Напряжение на зажимах асинхронного двигателя уменьшилось в 2 раза.

Как изменится его вращающий момент?

Не изменится

203

Уменьшится в 2 раза

209

Уменьшится в 4 раза

220

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >