4 Механічні характеристики ад

Одержане рівняння, виражене через параметри схеми заміщення, є рівнянням МХ АД в параметричній формі. Залежність побудована за рівнянням, має вигляд, показаний на рис. 8, а) Графік залежності має два екстремуми: критичні (максимальні) моменти в двигуновому і генераторному режимах.

Рисунок 8 — Механічні характеристики АД:

а) в двигунному і генераторному режимах; б) при різних опорах додаткового резистора в колі ротора:

Механічні характеристики АД: а) в двигуновому і генераторному режимах; б) при різних опорах додаткового резистора в колі ротора.

Вираз для ковзання:

Ковзання, при якому двигун розвиває максимальний момент, називають критичним ковзанням і позначають s_k.

Підставивши у формулу замість s значення s_k одержують вираз для максимального (критичного) моменту:

Критичний момент АД є найбільшим значенням електромагнітного моменту, який може розвивати двигун, що працює при заданих значеннях напруги і опорах R1 і Xk. У формулі знак “+” ставлять при розрахунку характеристики в двигуновому режимі роботи, знак “-“ — у генераторному.

Аналізуючи рівняння, можна зробити наступні висновки:

1. при ковзанні s = 0 струм ротора дорівнює нулю;

2. при ковзанні s = 1 в роторі протікає пусковий струм, незалежний від навантаження;

3. крутний момент АД пропорційний квадрату напруги;

4. критичне ковзання за абсолютною величиною однакове для двигунного і генераторного режимів;

5. критичне ковзання не залежить від напруги, а тільки від параметрів двигуна;

6. критичне ковзання пропорційне активному опору кола статора;

7. критичний момент не залежить від активного опору кола ротора;

8. критичний момент за абсолютною величиною в режимі генератора більший, ніж у двигунному режимі. Це обумовлено впливом падіння напруги на активному опорі статора.

На (рис. 8, а) наведена механічна характеристика АД і її характерні точки, визначивши координати яких, можна побудувати природну МХ:

1. s = 0; — точка ідеального холостого ходу (синхронної кутової швидкості);

2. s = 1,0; — точка короткого замикання (початковий пусковий момент);

3. — точки максимальних моментів в режимах двигуна і генератора;

4. — точка номінального режиму;

5. — асимптота МХ, якою є вісь швидкості.

Якщо у формулу замість s підставити значення ковзання при пуску двигуна s = 1, то дістанемо вираз для пускового моменту:

Пусковий момент асинхронного двигуна з фазним ротором (рис. 8, б) при збільшенні активного опору кола ротора спочатку зростає і при певному опорі досягає значення критичного моменту, а потім спадає і при безмежно великому опорі наближається до нуля.

У короткозамкнених двигунів величина початкового пускового моменту практично не завжди є найменшим значенням моменту в двигунному режимі. При малих кутових швидкостях (s_мін = 0,8…0,85) МХ АД має провал внаслідок впливу асинхронних моментів від вищих непарних гармонік в магнітному полі обмоток. Це необхідно враховувати при пуску двигуна під навантаженням. За величиною максимального моменту визначають перевантажувальну здатність двигуна, тобто його властивість короткочасно в динамічних режимах розвивати момент, який перевищує номінальне значення.

В рівняннях знак “+” відповідає роботі в двигунному режимі ( ), а знак “-“ генераторному режимі паралельно з мережею (s < 0).

Енергетичний режим роботи АД визначається величино і знаком ковзання, а саме (рис. 8, а):

1. — режим ідеального холостого ходу;

2. — номінальний режим;

3. — режим короткого замикання;

4. 0 < s < 1,0; — двигун ний режим;

5. s < 0; — генераторний режим паралельно з мережею живлення (рекуперативне гальмування)

6. s > 1,0; — генераторний режим послідовно з мережею живлення (проти вмикання).

Крім того АД може працювати в генераторному режимі незалежно від мережі змінного струму, який називається режимом динамічного гальмування.

Розглянуті вище рівняння дають значення електромагнітних моменті. Момент на валу двигуна менший від електромагнітного на величину моменту втрат на обертання.

УЗАГАЛЬНЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ:

1 Для правильного проектування та економічної експлуатації електропривода важливе значення має узгодження механічних характеристик робочого механізму та електродвигуна.

2 Залежність між приведеними до вала двигуна параметрами швидкості і моменту опору робочого механізму називають механічною характеристикою робочого механізму.

3 Залежність швидкості обертання вала двигуна від електромагнітного обертового моменту називають механічною характеристикою.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:

ВИКЛАДАЧ — Крапива В. І.