Механические характеристики ад в различных режимах работы.

Чтобы получить уравнения механических характеристик АД используем упрощенную схему замещения АД.

Рис. 40 Приведенная Г-образная схема замещения АД.

В этой схеме замещения реальные электромагнитные связи между статором и ротором заменены электрическими (гальваническими). Кроме того в этой схеме замещения параметры обмотки ротора приведены к параметрам фазы статорной обмотки. а также в схеме замещения учитывается механическая нагрузка на валу двигателя:

- приложенное к фазе статорной обмотке;

- ток фазы статорной обмотки;

- приведенный ток в обмотке ротора, без учёта влияния ветви намагничивания;

- активное сопротивление фазы обмотки статора;

- индуктивное сопротивление статора;

- приведенное индуктивное сопротивление ротора;

- приведенное активное сопротивление ротора с учётом механической нагрузки на его валу;

- скольжение

- скорость ВМП

Будем считать потери двигателя равными 0, следовательно:

(28)

уравнение 28 – зависимость двигателя от его параметров, приложенного к статору, угловой скорости ВМП , нагрузки двигателя (в этом выражении она представлена скольжением ), которая в свою очередь определяет ротора.

Если в (1) подставим значение от -1 до +1 и подставим те же значения в уравнение:

(29)

то получим характеристик зависимости момента от скольжения, а также вала двигателя, от вращающего момента :

1.

2.

Рис.41 Рис.42

Обе характеристики имеют ярко выраженные точки экстремума. При этом область описывает двигательный режим работы ( ), а область характеристик описывает генераторный режим при котором . При этом значения в генераторном режиме больше, чем значения в двигательном режиме. Определим точки экстремума, для этого продифференцируем уравнение 28, приравняем 1-ую производную к 0 и решим относительно .

Найденное значение - критическое:

(30)

Поставив (30) в (28), решим его относительно , которое будет равно , то получим:

(31)

В этих уравнениях (30,31) знак «+»- двигательный режим, «-»- генераторный режим.

Следовательно в генераторном режиме по модулю больше, чем в двигательном режиме. кроме того, для анализа механических характеристик в двигательном режиме, необходимо определить значение момента, развиваемого двигателем, при . т.е. при неподвижном роторе (пускового момента):

(32)

Механические характеристики, построенные в соответствии с уравнением (28-32)- механические характеристики в параметрических координатах.

Если они построены при , и при отсутствии добавочных сопротивлений в цепи ротора ( ), то такие характеристики называют естественными, в противном случае искусственными.

Построим семейства искусственных характеристик в двигательном режиме при изменении одного из трех параметров (далее рассмотрим только в двигательном режиме).

1. - реостатные характеристики.

а) б)

Рис.43

При увеличении , вводимого в цепь ротора не меняется а растёт (чем выше активное сопротивления ротора, тем больше ) увеличивает линейный наклон механических характеристик, которые называются реостатными, т.е. тем чем больше , тем меньше жёсткость, т.е. больше наклон механических характеристик.

2. (можно только понизить напряжение).

а) б)

Рис.44

1. При перегрузочная способность двигателя.

2. возможность успешного запуска двигателя.

3. жесткость характеристик в рабочей части.

3.

а) б)

Рис.45

При и

При и

Представленное семейство механических характеристик было построено на основании уравнений 28-32. Эти расчёты требуют сложных и громоздких промежуточных расчётов, в которых определяют в частности активное и индуктивное сопротивление обмоток статора и ротора. Эти расчёты при решении некоторых инженерных задач могут быть неоправданны, поэтому используют метод построения механических характеристик с применением формулы Клосса который позволяет использовать для этой цели паспортные данные двигателя.