3. Механічна характеристика

При аналітичних дослідженнях асинхронних машин вико­ристовується залежність електромагнітного моменту від ковзан ня (рис.3). Як й усі електричні машини, асинхронна машина обо­ротна. У режимі 0 < S < 1 вона працює як двигун. За негативними значеннями ковзання (швидкість ротора більша за швидкість обертан­ня поля) машина працює як генератор. Якщо зовнішня сила обертає ротор проти напрямку обертання поля (S > 1), то машина працює як електромагнітне гальмо. При цьому електромагнітний момент пе­решкоджатиме обертанню ротора.

Можна розглядати зв'язок електромагнітного моменту із ковзанням тільки для режиму двигуна (рис.4). Ця крива має явний максимум при критичному ковзанні. Цей максимум поділяє криву на області стійкої і не­стійкої роботи. Звичайно номінальне значення ковзання S - 0,02...0,05, критичне ковзання S =0,1...0,2. При S= 1 -- пуск двигуна. Пусковий мо­мент звичайно менший за номінальний.

Мал..3

Мал..4

Тому необхідно, щоб момент опору був меншим за пусковий, тобто М_п > M_Q. Таким чином, двигун доцільно пускати розвантаженим. Можна розглянути роботу двигуна в області стійкої роботи (точка 1) та в області нестійкої роботи (точка 2):

• у точці 1 збільшення M₀ зменшує оберти n2, збільшує S, тобто збільшується електромагнітний момент (це стійка робота);

---у точці 2 збільшення M_Q зменшує електромагнітний момент, тобто

М < М0 і ротор зупиниться. Це нестійка робота.

Механічна характеристика — це залежність швидкості обертан­ня ротора від електромагнітного моменту, тобто n2 = f{M). Цю за­лежність можна одержати перебудо­вою залежності М =f(S) у інші коор­динати (рис.5).

Режим двигуна здійснюється тоді, коли :

0<n2<n1

Якщо швидкість обертання рото­ра більша за швидкість обертання поля (n₂ >n1), то здійснюється режим генератора. За режимом електро­магнітного гальма ротор і поле обертаються в різні боки (n₂ < 0).

Механічна характерис­тика асинхронного двигуна наве­дена на рис. 6 При п₂ = О здійснюється пуск двигуна. При S = 0 (ротор наздогнав поле) п₂ = n1 та M=0.

У межах 0 < S < Sкр швидкість обертання незначно залежить від мо­менту опору. Ця частина характери­стики вважається жорсткою. У ме­жах Sкр < S < 1 механічна характерис­тика відповідно м 'яка.

Мал.. 5

Мал.. 6

Звичайно у асинхронних двигунах номінальний момент складає:

Максимальний момент не залежить від активного опору ротора.

Стійкість роботи двигуна характеризується його перевантажуваль­ною спроможністю

Для двигунів з короткозамкненим ротором λ = 1,7...2,8. Критичне ковзання можна також визначити з формули Клосса:

4. Регулювання швидкості обертання ротора

3 точки зору регулювання швидкості обертання ротора асин­хронний двигун гірший за двигуни постійного струму. Звичайно асин­хронні двигуни застосовуються у нерегульованих приводах.

Двигун з фазним ротором регулюється введенням реоста­та. При цьому зменшуються оберти n1. Це дуже неекономічно, бо збільшуються втрати на додатковому опорі. Регулюючі реостати зви­чайно розраховують на тривалий режим роботи та регулюють оберти у діапазоні до трьох разів.

Згідно із співвідношенням

регулювати швидкість обертання ротора короткозамкненого двигуна можна двома способами.

1. Зміною числа пар полюсів. Виводи котушок статорної обмотки перемикаються на клемній дошці. В залежності від їх перемикання змінюється число пар полюсів. Цей спосіб дає змогу регулювати обер­ти ступінчасто.

2. З міною частоти струму живлення. Звичайно частоту регулю­ ють тиристорним перетворювачем частоти у межах

Недоліком цього способу є необхідність вмикання додаткового при­ладу та невеликі границі регулювання.

Щодо реверсування (зміни напрямку обертання ротора), то необхідно змінити напрям обертання магнітного поля. Це можна здійснити, якщо перемкнути два будь-які лінійні проводи, що з'єдну­ють трифазну мережу із статором двигуна.