Материал: Электроснабжение. учебно-методическое пособие. Сергеев В.А., Мамонтов Д.А

экспериментально снять рабочие и механическую характеристики асинхронного двигателя в следующих режимах:

-при номинальном напряжении питания Uн;

-при снижении напряжения питания до 0,75Uн или 0,5

Uн ;

- при обрыве одной или двух фаз питания.

При номинальном напряжении питания механическая характеристика может быть построена по формуле Клосса:

приближенной, т.к. не учитывает падение напряжения в обмотках статора. Однако, в области скольжений от S 0 до Sкр магнитный поток меняется незначительно, и (3.1) не

86

может дать большой погрешности. При скольжении S , близком к единице, погрешность может быть больше, так как при больших токах сказывается падение напряжения в статоре. Однако в реальных машинах при скольжениях, близких к единице, уменьшаются сопротивления R2 и X2 изза явления вытеснения тока в проводниках и насыщения коронок зубцов, что ведет к увеличению момента. В результате оказывается, что погрешность, обусловленная пренебрежением падением напряжения в статоре и погрешность, вызванная изменением параметров ротора, R2 и X2 , взаимно противоположны, вследствие чего точность указанной приближенной формулы достаточна для практических целей.

На рис. 1 показаны механические характеристики АД. Кривая (1) соответствует естественной механической характеристике, когда в цепи ротора двигателя нет добавочных сопротивлений.

87

а)

б) в) Рис. 3.1. Механические характеристики асинхронного

двигателя в различных режимах работы:

а) механические характеристики в режиме двигателя при обоих направлениях вращения;

б) характеристики в режиме динамического торможения при регулировании напряжения;

в) искусственные механические характеристики

Рабочие характеристики асинхронного двигателя строят только для зоны практически устойчивой работы двигателя, т.е. до скольжения S 0 1,2 Sном . Примерный вид рабочих характеристик двигателя показан на рисунке 3.2.

88

Частота вращения ротора при переходе от режима холостого хода к режиму полной нагрузки изменяется обычно незначительно, т.к. при проектировании двигателей с целью уменьшения потерь мощности в роторе стремятся, чтобы скольжение при номинальном режиме не превысило

электромагнитного момента М , значение которого определяют по схеме замещения или менее точно по круговой диаграмме.

Ток статора также может быть определен по схеме замещения или по круговой диаграмме. Активная составляющая тока I1 пропорциональна полезной мощности

89

Р2 . Реактивная составляющая в диапазоне рабочих нагрузок изменяется мало, т.к. она определяется, главным образом, током холостого хода, который составляет 20-40 % от

Р – сумма электрических, магнитных, механических и добавочных потерь.

КПД современных асинхронных двигателей при номинальной нагрузке для машин в диапазоне мощностей от 1 до 100 кВт составляет (0,75…0,9), а микромашин – 0,4…0,6 (бóльшие значения относятся к машинам бóльшей мощности).

При изменении нагрузки электрической машины отдельные виды потерь изменяются по-разному: электрические потери в обмотках статора и ротора Рэл , а также добавочные потери Рдоб изменяются пропорционально квадрату тока нагрузки; механическиеРmax и магнитные Рмаг потери же остаются практически постоянными – такими же, как при холостом ходе. По этому признаку все потери делят на две группы: постоянные потери

и переменные потериРпер Рэл Рдоб , которые можно приблизительно считать

пропорциональными квадрату тока нагрузки. Тогда:

электрической машины КПД ее изменяется, как показано на рис. 2. При холостом ходе 0 , т.к. полезная мощность Р2 отсутствует. При увеличении нагрузки КПД возрастает за

90