Описание работы

3. Описание работы

Механической характеристикой асинхронного двигателя называется зависимость электромагнитного момента от скольжения М=f(s). Учитывая связь между угловой скоростью Ω двигателя и скольжением s в виде Ω= Ω₀(1-s), можно перейти к записи характеристики в форме Ω=f(M), обычно используемой в электроприводе.

Зависимость момента от скольжения асинхронного двигателя имеет следующий вид:

, (2.1)

где - синхронная угловая скорость, U_ф – фазное напряжение статора, m – число фаз, f₁– частота тока сети питания. Остальные обозначения соответствуют параметрам схемы замещения асинхронного двигателя: R₁, , х_к=х₁+ .

Механическая характеристика имеет четыре характерные точки (рис. 2.2): (Ω= Ω₀, М=0) – точка синхронной скорости, или точка идеального холостого хода; (Ω= Ω_н, М=М_н) – точка А, которой соответствует номинальная нагрузка двигателя; (Ω= Ω_к, М=М_к) – точка Б критической нагрузки, или точка максимального момента двигателя; (Ω=0, М=М_п) – точка В стоянки двигателя под током, или точка начального пускового момента. Отношение k_м=M_к/М_н называют перегрузочной способностью двигателя, так как двигатель не может преодолеть момента сопротивления М_с нагрузки, большего, чем момент критический М_к, т.е. не может работать при М_с≥М_к.

Рис. 2.2. Механические характеристики исследуемого электродвигателя и исполнительного механизма.

Для анализа искусственных механических характеристик, получаемых при измененных параметрах сети U_ф, f₁ или параметрах двигателя , X_к, R₁, удобно пользоваться формулами критического скольжения

. (2.2)

Искусственные механические характеристики асинхронного двигателя используются для ограничения тока в пусковых режимах, при регулировании скорости изменением частоты f₁ в соответствии с формулой

(2.3)

или сопротивления и электрическом торможении.

При анализе процессов в самом двигателе полезно учитывать известные из курса электрических машин соотношения:

;

. (2.4)

Электромеханической характеристикой асинхронного двигателя называется зависимость тока статора I₁ от скольжения s: I₁=f(s). Для определения этой зависимости в теории электропривода бывает достаточно воспользоваться упрощенной схемой замещения фазы двигателя. Согласно этой схеме ток статора выражается формулой:

. (2.5)

Графики зависимости вида (2.5) обычно строятся в осях Ω, I₁.

Для точки синхронного вращения ротора Ω=Ω₀ формула (2.5) дает значение тока I₁=0, что неверно. В режиме синхронного вращения в обмотке статора протекает намагничивающий ток I₁≈I_μ.

Примерный вид электромеханических характеристик асинхронного двигателя показан на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Электромеханические характеристики исследуемого электродвигателя и исполнительного механизма.

Сравнивая зависимости Ω=f(M), Ω=f(I₁), видим, что они существенно отличаются для значений скорости Ω<Ω_к (s>s_к). Так, при Ω=0 (s=1) кратности тока k_iп и момента k_п имеют следующие примерные значения:

Эти расхождения объясняются тем, что в начале пуска ток в роторе имеет большую частоту f₂=f₁s≈ f₁. Вследствие этого индуктивное сопротивление ротора велико, а коэффициент мощности его cosψ₂ мал. Малое значение cosψ₂ в момент пуска (2.4) и определяет незначительный пусковой момент при большом токе. По мере разгона двигателя частота f₂ уменьшается, cosψ₂ – возрастает. До скорости разгона, соответствующей критическому скольжению s_к, рост cosψ₂ определяет непрерывное увеличение момента М, несмотря на уменьшение тока I₁.

Асинхронному двигателю свойственны, как и двигателю постоянного тока, три тормозных режима:

- рекуперативное торможение;

- торможение противовключением;

- динамическое торможение.

В лабораторной работе качественно исследуется только один вид торможения – торможение противовключением.

Механическая характеристика торможения противовключением является продолжением механической характеристики двигательного режима из III во II квадрант (для прямого направления вращения) (рис. 2.3).

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒