Мех-ие харак-ки АД в двигательном и тормозном режимах

Двигательный режим

Основным режимом работы асинхронного двигателя является двигательный режим, на рисунке 2 мы можем видеть его механическую характеристику.

Рисунок 2 – Двигательный режим

В этой статье я не стану рассматривать подробно как происходит возбуждение обмоток и начало движения, подробнее про это вы можете почитать в статье про то, как создается магнитное моле в асинхронном 3-х фазном двигателе.

Начало движения происходит из точки 1 с определённым пусковым моментом Мп, который зависит от параметров самого асинхронного двигателя, обычно отношение к номинальному будет:

Далее происходит постепенный разгон до точки 2, которая имеет критический (максимальный) момент двигателя Мкр, после чего двигатель будет переходить в точку 3, которая является точкой номинальной работы электрической машины, в этой точке момент и скорость вращения вала равны номинальному моменту Мн и скорости n2 (номинальной) соответственно. Так же необходимо подметить, что действительный номинальный момент может не соответствовать тому, который указан на шилдике двигателя, это различие будет мало, оно зависит от характера и величины нагрузки на валу, износа внутренних деталей двигателя и т.д.

В номинальном режиме работы скорость вращения вала меньше скорости вращения магнитного поля, создаваемого статорной обмоткой, поэтому справедливо неравенство:

где n1 – скорость вращения магнитного поля статора;

n2 – скорость вращения вала.

Относительная разность этих скоростей является таким понятием как – скольжение асинхронного двигателя, которое соответственно рассчитывается по формуле:

где S – скольжение.

Скольжение во время работы в двигательном режиме будет меньше единицы, и чем оно ближе к номинальной точке работы, тем соответственно оно меньше, и для этого справедливо неравенство:

Торможение

Торможение противовключением может быть получено или путем изменения направления вращения магнитного поля (переключением двух фаз обмотки статора) при неизменном направлении вращения ротора, или путем изменения направления вращения ротора (например, при спуске тяжелых грузов, грузоподъемными механизмами, когда электродвигатель включен в сторону подъема, а под действием момента, создаваемого грузом, он вращается в сторону спуска). В обоих случаях для осуществления торможения направления вращения ротора и поля должны быть противоположны.

Механические характеристики двигателя в режиме противовключения являются продолжением характерис-ки двигательного режима в области скольжений, больших единицы.

Практически скорость вращения ротора (против поля) может достигать синхронного числа оборотов, т. е. соответствуют участки характеристик, расположенных в верхней части квадранта II.

Рис. 26. Механические характеристики асинхронного двигателя трехфазного тока при различных режимах работы

Для ограничения тока в режиме противовключения в цепь ротора вводится дополнительное сопротивление.

Динамическое торможение осуществляется путем подключения обмотки статора к сети постоянного тока; обмотка ротора двигателя с контактными кольцами при этом замыкается на сопротивление.

В режиме динамического торможения асинхронный двигатель представляет собой обращенный синхронный генератор, в котором статор создает неподвижное в пространстве магнитное поле, а ротор представляет собой якорь генератора.

Изменение тормозного момента в двигателях с короткозамкнутым ротором достигается регулированием величины постоянного тока в цепи статора, а в двигателях с контактными кольцами — путем регулирования сопротивления в роторной обмотке.

Широко распространенная схема включения двигателя с контактными концами в режиме динамического торможения представлена на рис. 27. После отключения обмоток статора от питающей сети их питание постоянным током осуществляется включением контактора Къ.

Величина возникающего тормозного момента зависит от намагничивающей силы статора, сопротивления ротора и скорости двигателя. Механические характеристики для этого режима приведены в нижней части квадранта II (см. рис. 26). Они проходят через начало координат, так как при скорости, равной нулю, тормозной момент также равен нулю.

Питание обмоток статора постоянным током при динамическом торможении может быть осуществлено от сети переменного тока через тот или иной выпрямитель (.селеновый, кремниевый). Следует отметить, что для питания потребителей постоянного тока все более широкое применение в последние годы находят кремниевые выпрямители. Быстрое внедрение кремниевых вентилей обусловлено их высокой надежностью, малыми габаритами, высоким к. п. д., большим сроком службы и простотой обслуживания.

Рис. 27. Схема включения асинхронного двигателя при динамическом торможении в этом режиме