2.8.4. Работа ад при неноминальных условиях

а) Изменение частоты

При эксплуатации АД возможно изменение номинальных условий, например частоты питающей сети , которая может быть больше или меньше . Допустим , нагрузочный момент AД равен номинальному . Если пренебречь падением напряжения в обмотке статора, то можно записать:

. (2.19)

П ри любых изменениях изменяется поток, что вызывает изменение тока холостого хода . Так как

, (2.20)

то изменение потока вызывает изменение тока .

Допустим . Согласно (2.19) поток при этом увеличивается, что приводит к увеличению тока холостого хода и уменьшению коэффициента мощности. С другой стороны, согласно (2.20) уменьшение тока вызывает уменьшение тока . Однако будет повышаться за счет превалирующего увеличения тока холостого хода (рис. 2.47). Это может вызвать перегрев обмотки статора. Кроме того, увеличение потока сопровождается увеличением магнитных потерь. При повышении частоты, поток согласно (2.19) понижается, в результате чего уменьшается ток холостого хода , но при этом, согласно (2.20), увеличивается вторичный ток , вызывая перегрев обмотки ротора. Увеличение тока может вызвать повышение первичного тока . Однако, уменьшение тока холостого хода может оставить неизменным ток . Таким образом, отклонение частоты ухудшают условия работы АД, работающих при номинальной нагрузке. Согласно стандарту АД должны отдавать номинальную мощность при отклонении частоты ± 5%.

б) Изменение первичного напряжения

В данном случае любые изменения напряжения, вызывают изменение потока, как и в предыдущем случае. Такие изменения сопровождаются аналогичным ухудшением условий работы АД при номинальной нагрузке. Согласно стандарту АД должны отдавать номинальную мощность при отклонениях питающего напряжения в пределах –5% до +10%. Если напряжение и частота меняются одновременно, то согласно стандарту АД должен развивать номинальную мощность, если сумма процентных отклонений, без учета знака, не превышает 10 %.

в) Переключение обмотки статора слабонагруженных асинхронных двигателей с треугольника на звезду

Предполагается, что нормальное соединение обмотки статора – треугольник (Д) (рис. 2.48). Если нагрузка АД составляет 30…40% от номинальной, то уменьшение напряжения питания приводит к улучшению энергетических показаний двигателя. Действительно, как показано выше с уменьшением уменьшается Ф, что сопровождается уменьшением тока холостого хода и улучшением коэффициента мощности. Кроме того, магнитные потери уменьшаются пропорционально . Увеличение не представляет особой опасности, т.к. двигатель недогружен, и первичный ток может оказаться равным номинальному или меньше его. Все это улучшает энергетические показатели АД. На практике уменьшение фазного напряжения недогруженного АД осуществляется путем переключений обмотки статора с Д на У.

В этом случае фазное напряжение уменьшается в √3 раз, поток также уменьшается в √3 раз, вызывая уменьшение тока холостого хода в (2…2,5) раза. увеличивается в √3 раз. Такое переключение сопровождается увеличением КПД и коэффициента мощности недогруженного АД.