§6. Рабочие характеристики ад.

Для исследования АД и выявления его свойств служат рабочие характеристики:

1. скоростная характеристика: , ;

2. моментная характеристика: ;

3. ;

4. ;

5. ;

6. .

Характеристики снимаются при условии: ,.

1. Скоростная характеристика: ,

При увеличении полезной мощности растёт электромагнитный момент:

.

Из характеристики видно, что увеличение момента сопровождается увеличением скольжения, а следовательно уменьшением скорости вращения вала ротора. При номинальной нагрузке скольжениене велико – 2%, а значит иизменяется незначительно. Поэтому скоростная характеристика представляет собой кривую, слабо наклонённую к оси абсцисс.

2. Моментная характеристика:

Так как частота вращения изменяется незначительно, то моментная характеристика оказывается близкой к линейной и определяется по формуле:

.

Так как при увеличении несколько снижается, товозрастает быстрее чем. Всвязи с этим моментная характеристика имеет выпуклость вниз.

3. Зависимость коэффициента мощности и тока статора от выходной мощности: и

При холостом ходе, когда = 0,S тоже ≈ 0, а ток ротора также ≈ 0

.

= 0, S ≈ 0, ≈ 0.

Ток является практически активным, так как угол сдвига:

;

;

.

;

.

Ток статора наоборот будет практически реактивным. Поэтому коэффициент мощности при холостом ходе мал и составляет: .

При увеличении растёт ток ротора, т.е. растёт его размагничивающее действие на магнитный поток, что в свою очередь вызывает увеличение тока статора. При этом ток статора будет определяться в большей степени активной составляющей тока ротора. Поэтому уголбудет уменьшаться по сравнению с(х.х.):. Абудет увеличиваться:.

У современных двигателей максимальный коэффициент мощности . Своего максимального значениядостигает при нагрузке близкой к номинальной. Дальнейшее увеличениеприводит к уменьшению. Это объясняется сильным увеличением реактивного сопротивления обмотки ротора, т.е. за счёт увеличения скольжения. А во-вторых, из-за увеличения реактивной составляющей тока ротора:

;

.

И теперь ток статора будет определяться реактивной составляющей тока ротора, которая по своему значению превышает активную составляющую: . И поэтому следующее значение(после Р_ном) будет меньше:

.

4. Зависимость потребляемой мощности от полезной:

При холостом ходе двигатель потребляет из сети активную мощность , которая полностью идет на покрытие потерь мощности в двигателе.

;

.

Поэтому при возрастании нагрузки, т.е. при увеличении , потребляемая активная мощность растёт несколько быстрее, чемза счёт увеличения потерь.

5. Зависимость КПД от выходной мощности:

Исходя из энергетической диаграммы суммарные потери мощности определяются:

.

Потери называются переменными, т.к. они изменяются с изменением тока ротора, а значит, зависят от нагрузки:

.

Постоянные потери не зависят от нагрузки:

.

Зная, что коэффициент загрузки , ток ротора:

,

так как , томожно пренебречь. Находим, что ток ротора прямопропорционален коэффициенту загрузки.Следовательно, переменные потери:

.

это переменные потери при номинальной нагрузке, когда и по аналогии с трансформатором можно записать выражение для определения КПД:

.

КПД максимален при равенстве постоянных и переменных потерь: .