Вопрос 44. Механическая характеристика ад при изменениях напряжения сети активного сопротивления обмотки ротора. Ее анализ.

Влияние напряжения на вид механической характеристики асинхронного двигателя

Колебания напряжения сети U₁ относительно его номинального значения U_1ном, сопровождаются не только изменениями максимального и пускового моментов, но и изменениями частоты вращении ротора. С уменьшением напряжения сети частота вращения ротора снижается (скольжение увеличивается). Напряжение U₁ влияет на значение максимального момента М_1mах, а также на перегрузочную способность двигателя λ = М_max /M_ном. Так, если напряжение U₁, понизилось на 30%, т. е. U₁ = 0,7 U_1ном, то максимальный момент асинхронного двигателя уменьшится более чем вдвое:

M^/_max = 0,7² М_max = 0,49 M_mах.

 

Влияние активного сопротивленияобмотки ротора на механическуюхарактеристику асинхронного двигателя

Изменение активного сопр. обмотки ротора. Значение максимального момента двигателя не зависит от активного сопротивления ротора r^/₂. Что же касается критического скольжения s_кр, то оно пропорционально сопротивлению r₂'. Таким образом, если в асинхронном двигателе постепенно увеличивать активное сопротивление цепи ротора, то значение максимального момента будет оставаться неизменным, а критическое скольжение будет увеличиваться. При этом пусковой момент двигателя М_п возрастает с увеличением сопротивления r₂' до некоторого значении. На рисунке это соответствует сопротивлению г₂'_ш, при котором пусковой момент равен максимальному. При дальнейшем увеличении сопротивления r₂' пусковой момент уменьшается.

Анализ графиков М = f (s) приведенных на рисунке, также показывает, что изменения сопротивления ротора r₂' сопровождаются изменениями частоты вращения: с увеличением r₂' при не­изменном нагрузочном моменте М_ст скольжение увеличивается, т.е. частота вращения уменьшается (точки 1, 2, 3 и 4).

Влияние активного сопротивления обмотки ротора на форму механических

характеристик асинхронных двигателей используется при проектировании двигателей.

 

Вопрос 45. Рабочие характеристика АД. Скоростная характеристика. Зависимость M₂ = f (P₂). Зависимость cosф = f (P₂). Вид и анализ характеристик.

Рабочие характеристики – это зависимости частоты вращения n₂, момента на валу M₂, тока статора I₁, коэффициента мощности cosф, подведенной к двигателю мощности Р₁, КПД от полезной мощности на валу двигателя P₂ при постоянном напряжении и частоте тока. При этом указанные зависимости определяются только на рабочем участке механической характеристике, т.е. скольжение не должно превышать критическое.

Сила тока I₁ потребляемого двигателем из сети, неравномерно изменяется с увеличением нагрузки на валу двигателя. При холостом ходе соs j мал и ток имеет большую реактивную составляющую и очень малую активную составляющую. При малых нагрузках на валу двигателя активная составляющая тока статора меньше реактивной составляющей, а потому изменение нагрузки, т. е. изменение активной составляющей тока, вызывает незначительное изменение силы тока I₁ (определяющейся в основном реактивной составляющей). При больших нагрузках активная составляющая тока статора становится больше реактивной и изменение нагрузки вызывает значительное изменение силы тока I₁.

Потребляемая двигателем мощность Р₁ при графическом изображении имеет вид почти прямой линии, незначительно отклоняющейся вверх при больших нагрузках, что объясняется увеличением потерь в обмотках статора и ротора с увеличением нагрузки.

Изменение коэффициента мощности при изменении нагрузки на валу двигателя происходит следующим образом. При холостом ходе соsj мал (порядка 0,2), так как активная составляющая тока статора, обусловленная потерями мощности в машине, мала по сравнению с реактивной составляющей этого тока, создающей магнитный поток. При увеличении нагрузки на валу соsj возрастает (достигая наибольшего значения 0,8—0,9) в результате увеличения активной составляющей тока статора. При очень больших нагрузках происходит некоторое уменьшение соsj, так как вследствие значительного увеличения скольжения и частоты тока в роторе возрастает реактивное сопротивление обмотки ротора.

Кривая к. п. д. имеет такой же вид, как в любой машине или трансформаторе. При холостом ходе к. п. д. равен нулю. С увеличением нагрузки на валу двигателя к. п. д. резко увеличивается, а затем уменьшается. Наибольшего значения к. п. д. достигает при такой нагрузке, когда потери мощности в стали и механические потери, не зависящие от нагрузки, равны потерям мощности в обмотках статора и ротора, зависящим от нагрузки.

Опыт холостого хода.

Питание асинхронного двигателя при опыте х.х. осуществля­ется через индукционный регулятор напряжения ИР или регулировочный автотрансформатор, позволяющие изменять напряжение в широких пределах. При этом вал двигателя должен быть свободным от механической нагрузки.

Опыт начинают с повышенного на­пряжения питания U₁ = 1,15 U_ном, затем постепенно понижают напряжение до 0,4 U_ном так, чтобы снять показания при­боров в 5—7 точках. При этом один из замеров должен соответствовать номи­нальному напряжению U_1ном. Измеряют линейные значения напряжений и токов и вычисляют их средние значения:

U_ср = (U_АВ + U_ВС + U_СА)/ 3

I_0ср = (I_ОА + I_ОВ + I_OC)/ 3

а затем в зависимости от схемы соедине­ния обмотки статора определяют фазные значения напряжения и тока х.х.: при соединении в звезду

U₁ = U_ср/ ; I₀ = I_ср

при соединении в треугольник

U₁ = U_cp; U₀ = I_0cp/ .

По результатам измерений и вычислений строят характери­стики х.х. I₀, P₀, P^/₀и соs φ₀ = f (U₁), на которых отмечают значе­ния величин I_0ном, Р_0ном, Р^/_0ном и соs φ₀ соответствующих номи­нальному напряжению U_1номЕсли график Р^/₀ = f (U₁) продолжить до пересечения с осью ординат (U₁ = 0), то получим величину потерь Р_мех. Определив величину механических потерь Р_мех, можно вычис­лить магнитные потери:

Р_м = Р^/₀ – Р_мех