Механические характеристики асинхронных электродвигателей

Преобразование энергии из электрической в механическую в АД связано с потерями энергии. Эти потери делят на механические, магнитные и электрические.

Из сети в обмотку статора поступает электрическая энергия с мощностью Рх. Часть этой энергии расходуется на покрытие магнитных потерь в сердечнике статора мощностью АРт, а также - электрических потерь в обмотке статора, обусловленных нагревом обмотки, мощностью

где т] - число фаз статора; /?, - активное сопротивление фазы статора; /, - тока в фазе статора.

Оставшаяся часть мощности магнитным потоком передается на ротор и поэтому называют ее электромагнитной мощностью:

Часть электромагнитной мощности затрачивается на покрытие электрических потерь в обмотке ротора:

где т2 - число фаз ротора, равное тх.

Остальная часть электромагнитной мощности преобразуется в механическую мощность двигателя, называемую полной механической мощностью

Полную механическую мощность можно записать как мощность, выделяющуюся в сопротивлении (рис. 5.15,6).

Это выражение подставим в (5.27), получим:

Отсюда

т.е. мощность электрических потерь в роторе пропорциональна скольжению. Поэтому работа асинхронного двигателя более экономична при малых скольжениях.

Электромагнитный момент асинхронного двигателя создается взаимодействием тока в обмотке ротора с вращающимся магнитным полем. Электромагнитный момент М определяется через электромагнитную мощность:

где й), - угловая частота вращения магнитного поля статора.

Подставив в (5.29) значение электромагнитной мощности из (5.28) получим:

т.е. электромагнитный момент асинхронного двигателя пропорционален мощности электрических потерь в обмотке ротора.

Подставляя в (5.30) значение тока 1'г из (5.23) получим электромагнитный момент - (Нм):

Приняв в уравнении (5.31) число фаз двигателя (индуктивное сопротивление упрощенной схемы замещения по аналогии с трансформатором, см.

5.1.3.), исследуем его на экстремум. Для этого приравниваем производную / ?у к нулю и получаем две экстремальные точки. В этих точках момент Мк и скольжение ^ называются критическими и соответственно равны:

подставив ^ в уравнение (5.31) получим:

где знак «+» относится к области скольжений 5 > 0, а знак «-» к области у<0.

Если разделить уравнение (5.31) на (5.33) и выполнить преобразования, то получаем компактную и удобную форму записи уравнения механической характеристики АД:

где

В ряде случаев для АД мощностью более 10 кВт можно считать, что Л, = 0. В этом случае уравнение механической характеристики (5.34), и уравнения (5.32), (5.33) упрощаются соответственно принимают вид:

Механические характеристики асинхронного двигателя в виде зависимостей М(я) и и2(Л/) представлены на рис.5.16,а,б.

Механические характеристики двигателя имеют следующие характерные точки.

Точка 1 соответствует режиму идеального холостого хода двигателя. В этой точке

Точка 2 соответствует режиму короткого замыкания АД, или начальному этапу пуска двигателя. В этой точке

где Ма - момент короткого замыкания и пусковой момент.

Зависимость момента на валу АД от скольжения 5 (а) и скорости вращения п от момента на валу (б)

Рис. 5.16. Зависимость момента на валу АД от скольжения 5 (а) и скорости вращения п2 от момента на валу (б)

Точка 3 расположена на участке от точки 1 до точки 2 и соответствует режиму работы двигателя с критическим скольжением ^. В этой точке

где Мк и критический момент и скольжение двигателя соответственно.

Точка 4 соответствует номинальному режиму работы двигателя, когда он работает с номинальным моментом Мн и

номинальным скольжением

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >