Режим электромагнитного тормоза

Этот режим работы наступает, если ротор и магнитное поле вращаются в разные стороны. Этот режим работы имеет место при реверсе асинхронного двигателя, когда изменяют порядок чередования фаз, т.е. изменяется направление вращения магнитного поля, а ротор по инерции вращается в прежнем направлении.

Согласно рис. 14.12 электромагнитная сила будет создавать тормозной электромагнитный момент, под действием которого будет снижаться частота вращения ротора, а затем произойдет реверс.

В режиме электромагнитного тормоза машина потребляет механическую энергию, развивая на валу тормозной момент, и одновременно потребляет из сети электрическую энергию. Вся эта энергия идёт на нагрев машины.

Рис. 14. 12

 

При n = n ₀, S = 1. При n → – ∞, S → + ∞.

Таким образом, в режиме электромагнитного тормоза скольжение изменяется в пределах:

0 < S < ∞.

Механическая характеристика асинхронного двигателя

Под механической характеристикой принято понимать зависимость частоты вращения ротора в функции от электромагнитного момента n = f (M). Эту характеристику (рис. 14.13) можно получить, используя зависимость M = f (S) и пересчитав частоту вращения ротора при разных значениях скольжения.

Рис. 14. 13

 

Так как S = (n ₀ – n) / n ₀, отсюда n = n ₀(1 – S). Напомним, что n ₀ = (60 f)/ p – частота вращения магнитного поля.

Участок 1–3 соответствует устойчивой работе, участок 3–4 – неустойчивой. Точка 1 соответствует идеальному холостому ходу двигателя, когда n = n ₀. Точка 2 соответствует номинальному режиму работы двигателя, ее координаты М _н и n _н. Точка 3 соответствует критическому моменту М _кр и критической частоте вращения n _кр. Точка 4 соответствует пусковому моменту двигателя М _пуск. Механическую характеристику можно рассчитать и построить по паспортным данным. Точка 1: n ₀ = (60 f) / p, где р – число пар полюсов машины;   f – частота сети.

Точка 2 с координатами n _н и М _н. Номинальная частота вращения n _н задается в паспорте. Номинальный момент рассчитывается по формуле:

_,                                                                     14. 7

здесь Р _н – номинальная мощность (мощность на валу).

Точка 3 с координатами М _кр n _кр. Критический момент рассчитывается по формуле М _кр = М _н λ. Перегрузочная способность λ задается в паспорте двигателя n _кр = n ₀ (1 – S _кр), , S _н = (n ₀ – n _н) / n ₀ – номинальное скольжение.

Точка 4 имеет координаты n = 0 и М = М _пуск. Пусковой момент вычисляют по формуле М _пуск = М _н λ_пуск,

где λ_пуск – кратность пускового момента задается в паспорте.

Асинхронные двигатели имеют жесткую механическую характеристику, так как частота вращения ротора (участок 1–3) мало зависит от нагрузки на валу. Это одно из достоинств этих двигателей.

 

Работа с нагрузкой на валу

На рис. 14.14 рассматривается совместная работа асинхронного двигателя с нагрузкой на валу. Нагрузочный механизм (рис. 14.14 а) соединяется с валом двигателя и при вращении создает момент сопротивления (момент нагрузки). При изменении нагрузки на валу автоматически изменяется частота вращения ротора, токи в обмотках ротора и статора и потребляемый из сети ток. Пусть двигатель работал с нагрузкой М _{нагр 1} в точке 1 (рис. 14.14 б). Если нагрузка на валу увеличится до значения М _{нагр 2}, рабочая точка переместится в точку 2. При этом частота вращения ротора снизится (n ₂< n ₁), а возрастет вращающий момент (М ₂> М ₁). Снижение частоты вращения ротора приводит к увеличению скольжения, увеличению токов в обмотках ротора и статора, т.е. к увеличению потребляемого из сети тока.

Рис. 14. 14