13. Механические характеристики 3х-фазного асинхронного двигателя.

Механические характеристики ЭД.

Механической характеристикой ЭД называется зависимость его частоты вращения от вращающего или тормозного момента на валу или от потребляемого тока n=f(M) или п=f(J).

М= (б)

Полученные уравнения представляют собой уравнения механической характеристики асинхронного двигателя.

Из формулы видно, что величина вращающего м-та асинхронного электродвигателя зависит от параметров электродвигателя подводимого напряжения и величины скольжения.

Вращающийся момент прямо пропорционален квадрату подводимого напряжения. Поэтому асинхронные двигатели весьма чувствительны к изменению напряжения. Это понятно, т.к. магнитный поток Ф и ток в роторе I2 зависит от напряжения U1. Исследуем зависимость вращающего момента от скольжения при условии, что U1 и f – сonst. В момент пуска электродвигателя S =1 и развиваемый электродвигатель пусковой м-т

Мn =

т.е. величина пускового м-та зависит от активного сопротивления цепи обмотки ротора.

Поэтому для увеличения пускового м-та в цепь ротора вводят на время пуска пусковой реостат ( для двигателем с фазным ротором).

Для определения значения максимального вращающего м-та Мmax, который может развивать электродвигатель при изменении скольжения от 1 до 0 найдем величину скольжения Sк, при котором этот момент наступает. Для этого берут производную и приравнивают ее к нулю. После преобразования получим

xk=x1+x’2 – индуктивное сопротивление К.З.

величина Sк - называется критическим скольжением.

Следовательно, изменяя величину активного сопротивления ротора, можно изменить величину скольжения, при котором электродвигатель развивает максимальный момент.

Подставляя величину Мmax

Знак (+) относится к двигательному режиму, (-) - к тормозному. Величина Мmax пропорциональна квадрату прим. напряжения и не зависит от активного сопротивления ротора.

Зависимость М= f · (S) - механическая характеристика имеет вид:

Механическая характеристика асинхронного электродвигателя

Характерными участками этой кривой являются:

1. участок O<S<1 - двигательный режим;

2. участок 1<S< - режим противовключения;

3. участок S<0 - генераторный режим.

Из формулы для Sк очевидно, что значения критического скольжения Sк одинаковы для двигательного и генераторного режимов.

Максимальный вращающийся момент различен (+) - соответствует двигательному режиму, (-) - генераторному.

Рассмотрим подробнее двигательный режим.

При пуске в ход асинхронного электродвигателя вращающийся момент его относительно невелик, но все же больше, чем момент сил сопротивления. (М > Мсопр). Это приводит к тому, что ротор электродвигателя начинает вращаться постоянно увеличивая скорость. Скольжение наоборот падает. По мере уменьшения скольжения вращающий момент электродвигателя пройдет через максимум и начнет спадать. При равенстве Мсопр. = Мвращ ротор двигателя будет вращаться с постоянным числом оборотов.

Если механическая нагрузка электродвигателя увеличится и соответственно возрастет момент сил сопротивления ( Мсопр> М), то W ротора начнет уменьшаться, а скольжение и вращающий момент электродвигателя - увеличиваются. В итога вновь наступит динамичное равновесие ( М = Мсопр), но уже при меньшей W.

Максимальное значение вращающего момента не зависит от активного сопротивления роторной цепи. Однако при изменении (ротора) изменяется величина скольжения Sк. Следовательно, путем изменения R ротора можно добиться того, чтобы Мmax получался при любом скольжении.

Кроме увеличения пускового момента введения реостата позволяет ограничивать пусковой ток Jn.