Робочі характеристики асинхронного двигуна

Робочі властивості асинхронного мотора є графічно виражені залежності частоти обертання n2, ККД η, корисного моменту (моменту на валу) М2, коефіцієнта потужності cos φ, і струму статора I1 від корисної потужності Р2 при U1 = const f1 = const.

Високошвидкісна риса n2 = f (P2). Частота обертання ротора асинхронного мотора n2 = n1 (1 - s).

Ковзання s = Pе2 / Pем, т. Е. Ковзання асинхронного мотора, а як слід, і його частота обертання визначаються ставленням електронних втрат в роторі до електричної потужності. Нехтуючи електронними втратами в роторі в режимі холостого ходу, можна прийняти Ре2 = 0, а тому s ≈ 0 і n20 ≈ n1.

У міру зростання навантаження на валу асинхронного мотора відношення s = Pе2 / Pем виростає, досягаючи значень 0,01 - 0,08 при номінальному навантаженні. Відповідно до цього залежність n2 = f (P2) являє собою криву, слабо нахилену до осі абсцис. Але при збільшенні активного опору ротора мотора r2 `кут нахилу цієї кривої зростає. В даному випадку зміни частоти асинхронного мотора n2 при коливаннях навантаження Р2 ростуть. Пояснюється це тим, що з підвищенням r2 `ростуть електронні втрати в роторі.

Мал. 1. Робочі властивості асинхронного мотора мотора

Залежність М2 = f (P2). Залежність корисного моменту на валу асинхронного мотора М2 від корисної потужності Р2 визначається виразом M2 = Р2 / ω2 = 60 P2 / (2πn2) = 9,55Р2 / n2,

де Р2 - потрібна потужність, Вт-ω2 = 2πf 2/60 - кутова частота обертання ротора.

З цього виразу випливає, що якщо n2 = const, то графік М2 = f2 (Р2) являє собою пряму лінію. Але в асинхронному двигуні з підвищенням навантаження Р2 частота обертання ротора зменшується, а тому потрібний момент на валу М2 з підвищенням навантаження зростає не скільки швидше навантаження, а як слід, графік М2 = f (P2) має вигнутий вид.

Залежність cos φ1 = f (P2). У зв`язку з тим що струм статора асинхронного мотора I1 має реактивну (індуктивну) складову, необхідну для створення магнітного поля в статорі, коефіцієнт потужності асинхронних двигунів менше одиниці. Менше значення коефіцієнта потужності відповідає режиму холостого ходу. Пояснюється це тим, що струм холостого ходу електродвигуна I0 при будь-якому навантаженні залишається практично незмінним. Тому при малих навантаженнях двигуна струм статора невеликий і в значній своїй частині є реактивним (I1 ≈ I0). У підсумку зсув по фазі струму статора щодо напруги виходить значущим (φ1 ≈ φ0), тільки трохи менше 90 ° (рис. 2).

Коефіцієнт потужності асинхронних двигунів в режимі холостого ходу зазвичай не перевищує 0,2. При збільшенні навантаження на валу двигуна виростає активна складова струму I1 і коефіцієнт потужності зростає, досягаючи більшого значення (0,80 - 0,90) при навантаженні, близькою до номінальної. Подальше підвищення навантаження на валу двигуна супроводжується зменшенням cos φ1 що пояснюється зростанням індуктивного опору ротора (x2s) за рахунок зростання ковзання, а як слід, і частоти струму в роторі.

З метою збільшення коефіцієнта потужності асинхронних двигунів дуже важливо, щоб движок працював завжди або принаймні значну частину часу з навантаженням, близькою до номінальної. Це можна забезпечити тільки при правильному виборі потужності мотора. Якщо ж движок працює значну частину часу недовантаженим, то для збільшення cos φ1, доцільно підводиться до двигуна напруга U1 зменшити. Наприклад, в двигунах, що працюють при з`єднанні обмотки статора трикутником, це можна зробити пересоедініть обмотки статора в зірку, що викличе зменшення фазної напруги в раз. При цьому магнітний потік статора, а як слід, і намагнічує струм зменшуються приблизно в раз. Крім того, активна складова струму статора дещо зростає. Все це сприяє збільшенню коефіцієнта потужності мотора.

На рис. 3 представлені графіки залежності cos φ1, асинхронного мотора від навантаження при з`єднанні обмоток статора зіркою (крива 1) і трикутником (крива 2).

Мал. 3. Залежність cos φ1, від навантаження при з`єднанні обмотки статора мотора зіркою (1) і трикутником (2)

Дивіться також:

Все про асинхронні електродвигуни