Главная Машины переменного тока



в режиме генератора устойчивая работа машины также возможна лишь при изменении скольжения от О до Smax- При работе генератором электромагнитный момент имеет большие значения, чем при работе двигателем. Это видно из выражения (22.7), где для двигателя в знаменателе будет {ri + r2/S), а для генератора -(г1-rzlSY, так как при работе генератором скольжение отрицательно.

§ 22.3. Пусковой и максимальный моменты асинхронного двигателя

При пуске асинхронного двигателя ротор его неподвижен («2=0), т. е. скольжение равно единице. Если в выражение вращающего момента двигателя (22.7) подставить S = l, то пусковой момент

м----(22.8)

Обычно в асинхронных двигателях пусковой момент Мпуск = (0,8-1,5)Мном, где Мном - номинальный момент машины.

Максимальный, или опрокидывающий, момент машины мы най-> дем, взяв производную dMIdS и приравняв ее нулю. Из полученного равенства определим скольжение Smax, при котором момент будет максимален: ;

- mip UVl [S {ri + rjS)2+S {Xi + XW

dS 2rt/i 52[(г1+л;/5)2 + (1 + Л-2)2]

Откуда

или ri2+ (Xi-i-XaO-(27Smax)=0.

Таким образом, скольжение, соответствующее максимальному моменту,

S,.r2lVr\-\-{XiX2f. (22.9)

Подставив значение ощах в выражение вращающего момента, найдем максимальный момент

Л™ах=--;-Д==, (22.10)

который определяет перегрузочную способность двигателя. Обычно у асинхронных двигателей Мтах= (1,6Ч-2,5)Мном, в двигателях спе~ циального исполнения Mmai= (2,5-ьЗ)Миом.



Выражения (22.9) и (22.10) показывают, что максимальный момент не зависит от активного сопротивления в обмотке ротора, а скольжение, соответствующее максимальному моменту, пропер* ционально этому сопротивлению. Таким образом, при увеличении активного сопротивления в роторе максимальный момент, не меняясь по величине, перемешается в область больших скольжений (рис. 22.3). Эти кривые показывают, что при увеличении в .некоторых пределах активного сопротивления в обмотке ротора повышается пусковой момент, так как растет активная составляющая тока в роторе.


Рис. 22.3. Зависимость вращающего момента асинхронного двигателя от скольжения при различных сопротивлениях обмотки ротора

§ 22.4. Рабочие характеристики асинхронного двигателя

Рабочие характеристики асинхронного двигателя представляют собой зависимости скольжения S, частоты вращения ротора щ, развиваемого момента М, потребляемого тока /i и мощности Рь коэффициента мощности С08ф1

и к. п. д. Т) от полезной МОЩ- S,/7z,M,/,,P,, CDSif, ?7

иостн валу машины Рг- Эти характеристики (рис. 22.4) снимают при естественных условиях работы двигателя, когда двигатель нерегулируемый, частота тока /i и напряжение [/i сети остаются постоянными, а изменяется только нагрузка на валу двигателя.

При увеличении нагрузки на валу двигателя скольжение возрастает, причем быстрее при больших нагрузках, чем при малых. При номинальной нагрузке обычно скольжение 5пом= 1,5-5%.

Частота вращения ротора «2=ni(l-S) = 60fi(l-S)lp. Так как при повышении нагрузки на валу скольжение увеличивается, то частота вращения ротора уменьшается. Однако частота изменяется обычно не более чем на 5% при изменении нагрузки от О до номинальной, и скоростная ха-


гном

Рис. 22.4. Рабочие характеристики асинхронного двигателя



рактеристика асинхранного двигателя представляет жесткую зависимость, имеющую очень малый наклон .к горизонтальной оси.

Вращающий момент М, развиваемый двигателем, уравновешен тормозным моментом на валу и моментом Мо, идущим на преодоление механических потерь двигателя:

7И = ЛГ, + ЛГо=Рг/г+о=P2,(25t«2.60) J- Mq .

При x. X. двигателя вращающий момент М = Мо, и с увеличением нагрузки на валу этот момент растет, причем за счет некоторого уменьшения частоты вращения ротора увеличение вращающего момента двигателя происходит быстрее, чем увеличение полезной мощности на валу, и кривая вращающего "момента незначительно отклоняется вверх от прямой линии.

Ток /], потребляемый двигателем из сети, неравномерно изменяется при увеличении нагрузки на валу. При х. х. cos ср мал, и ток имеет большую реактивную составляющую и очень малую активную. При малых нагрузках на валу двигателя активные составляющие токов ротора и статора малы по сравнению с реактивными. Поэтому изменение нагрузки, т. е. изменение активной составляющей тока в роторе и статоре, гзызывает незначительное изменение этих токов. При больших нагрузках активные составляющие токов ротора и статора становятся больше реактивных и изменение нагрузки на валу двигателя вызывает значительное изменение токов в роторе и статоре.

Потребляемая мощность Р] имеет примерно линейную зависи» мость. Ее незначительное отклонение вверх объясняется увеличением потерь в меди обмоток статора и ротора с увеличением нагрузки.

Изменение коэффициента мощности при изменении нагрузки на валу двигателя происходит следующим образом. При х. х. созф мал, так как активная составляющая тока статора, расходующаяся на покрытие потерь в машине, мала по сравнению с реактивной составляющей этого тока, создающей магнитный поток. При увеличении нагрузки на валу cosqj резко повышается, достигая наибольшего значения (0,8-0,9) за счет роста активной составляющей тока статора. При очень больших нагрузках происходит некоторое уменьшение созф, так как за счет значительного увеличения скольжения и частоты тока в роторе растет реактивное сопротивление обмотки ротора.

К. п. д. имеет такую же зависимость, как в любой машине или трансформаторе. При холостом ходе к. п. д. = 0. При повышении нагрузки на валу к. п. д. резко увеличивается, достигая наибольшего значения при некоторой нагрузке, а затем незначительно уменьшается. Наибольшее значение к. п. д. имеет машина при нагрузке, для которой постоянные потери равны переменным. Постоянные потери, не зависящие от нагрузки, складываются из механических и потерь в стали <;татора. Переменные потери - это потери, изме-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [13] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60


0.0262