Влияние активного сопротивления ротора

При постоянном моменте сопротивления скорость двигателя падает с ростом сопротивления ротора.

С увеличением сопротивления ротора увеличивается пусковой момент. Можно подобрать такое сопротивление ротора r ₂ = x ₁ + x '₂, когда M _п = M _м. Это предельное значение пускового момента.

Коэффициент полезного действия и коэффициент мощности асинхронного двигателя

Преобразование активной мощности в асинхронном двигателе можно показать на энергетической диаграмме.

где  – активная мощность потребляемая двигателем от источника питания;

 – потери мощности в активном сопротивлении статора;

∆ P _м1 – потери мощности в магнитной системе статора;

 – мощность, которую несет с собой вращающееся магнитное поле;

 – потери мощности в активном сопротивлении ротора;

∆ P _м­ – потери в магнитопроводе ротора, которые зависят от частоты тока f ₂ 1-3 Гц, поэтому магнитными потерями в роторе обычно пренебрегают;

 – механическая мощность ротора;

∆ P _мех – механические потери ротора;

P ₂ – полезная механическая мощность на валу, отдаваемая рабочей машине.

,

где ∆ P – общие потери в двигателе, эти потери преобразуются в тепло и нагревают машину.

Электрические потери в роторе ∆ P _э2 пропорциональны скольжению. Для уменьшения этих потерь двигатель проектируют с небольшим скольжением и малым сопротивлением ротора.

Коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия определяется по формуле:

.

Зависимость коэффициента полезного действия от полезной мощности на валу двигателя.

Номинальный коэффициент полезного действия η_н указан в паспорте двигателя.

Обычно η_н = 0,8–0,92. Такой выбор объясняется тем, что обычно двигатель работает с небольшой недогрузкой и сохраняет высокий КПД.

Коэффициент мощности

Работа двигателя связана с потреблением реактивной мощности.

где Q _х – реактивная мощность холостого хода, связанная с созданием магнитного поля;

Q _р – мощность связанная с магнитными потоками рассеяния. Основную роль играет реактивная мощность холостого хода Q _х.

;

.

В режиме холостого хода cos(φ_x) = 0,1-0,2. С ростом мощности двигателя cos(φ) увеличивается до значений cos(φ) = 0,7-0,9. Если двигатель недогружен, то коэффициент мощности резко уменьшается.

Пуск асинхронного двигателя

Общие сведения

Режимом пуска называют режим, когда двигатель подключен к источнику питания, но еще не вращается или вращается с частотой вращения меньше установившейся.

t = 0 – момент пуска.

Режим пуска отличается от режима нагрузки, т.к. индукционные процессы проходят по другому. При пуске прежде всего интересуются величинами пускового тока I _п и пускового момента M _п.

Для всех типов электродвигателей I _п > I _н и M _п ≠ M _н, поэтому пусковые величины надо рассматривать отдельно.

Большой пусковой ток может представлять опасность для самого электродвигателя или для источника питания. Для того чтобы двигатель тронулся с места нужно соблюдать условие M _п > M _сп, где M _сп – момент сопротивления рабочей машины при пуске. Момент сопротивления при пуске может отличаться от момента сопротивления в рабочем режиме.