Mehaničke karakteristike asinkronog motora pri različitim modovima, naponima i frekvencijama

Mehanička svojstva asinkronih motora mogu se izraziti kao n = f (M) ili n=e(I). Međutim, mehaničke karakteristike asinkronih motora često se izražavaju u obliku ovisnosti M = f(S), gdje je C - klizna, S = (nc-n) / nc, gdje je ns - sinkrona brzina.

U praksi se za grafičku konstrukciju mehaničkih karakteristika koristi pojednostavljena formula nazvana Klossova formula:

ovdje: Mk — kritična (maksimalna) vrijednost momenta. Ova vrijednost momenta odgovara kritičnom klizanju

gdje je λm = Mk / Mn

Klossova formula se koristi za rješavanje problema vezanih uz električni pogon koji se izvodi pomoću asinkronog motora. Koristeći Klossovu formulu, možete izgraditi grafikon mehaničkih karakteristika prema podacima putovnice indukcijskog motora. Za praktične proračune treba uzeti u obzir samo znak plus u formuli pri određivanju kritičnog trenutka prije korijena.

Riža. 1.Asinkroni motor: a — shematski dijagram, b — mehanička karakteristika M = f (S) — prirodna u motoru i generatoru, c — prirodna mehanička karakteristika n = f (M) u motoru, d — mehanička karakteristika umjetnog reostata , e — mehaničke karakteristike za različite napone i frekvencije.

Kavezni indukcijski motor

Kao što se može vidjeti sa sl. 1, mehaničke karakteristike asinkronog motora smještenog u I i III kvadrantu. Dio krivulje u I kvadrantu odgovara pozitivnoj vrijednosti klizanja i karakterizira način rada asinkronog motora, au III kvadrantu generatorski način rada. Način rada motora je od najvećeg praktičnog interesa.

Grafikon mehaničkih karakteristika motoričkog načina rada sadrži tri karakteristične točke: A, B, C i može se uvjetno podijeliti u dva odjeljka: OB i BC (slika 1, c).

Točka A odgovara nazivnom momentu motora i određena je formulom Mn = 9,55•103•(Strn /nn)

Ovaj trenutak odgovara nominalni slip, koji za motore opće industrijske primjene ima vrijednost u rasponu od 1 do 7%, tj. Sn = 1 — 7%. Pritom mali motori imaju više klizanja, a veliki manje.

Motori visokog klizanja namijenjeni udarnom opterećenju imaju Sn~15%. To uključuje, na primjer, jednostruke serije AC motora.

Točka C karakteristike odgovara početnoj vrijednosti zakretnog momenta koja se javlja na osovini motora pri pokretanju. Taj se trenutak Mp naziva početni ili početni. U tom slučaju klizanje je jednako jedinici, a brzina je nula. Početni moment lako je odrediti iz podataka referentne tablice, koja pokazuje omjer početnog momenta i nazivnog Mp / Mn.

Veličina početnog momenta pri konstantnim vrijednostima napona i frekvencije struje ovisi o aktivnom otporu u krugu rotora. U ovom slučaju, u početku s povećanjem aktivnog otpora, vrijednost početnog momenta raste, dostižući svoj maksimum kada je aktivni otpor kruga rotora jednak ukupnom induktivnom otporu motora. Nakon toga, kako se aktivni otpor rotora povećava, vrijednost početnog momenta se smanjuje, težeći nuli u granici.

Točka C (sl. 1, b i c) odgovara maksimalnom momentu koji motor može razviti u cijelom rasponu okretaja od n = 0 do n = ns... Taj se moment naziva kritični (ili prevrtalni) moment Mk . Kritični moment također odgovara kritičnom klizanju Sk. Što je manja vrijednost kritičnog klizanja Sk, kao i vrijednost nazivnog klizanja Sn, veća je krutost mehaničkih karakteristika.

Početni i kritični momenti određeni su nazivnim. Prema GOST-u za električne strojeve s kaveznim motorom mora biti ispunjen uvjet Mn / Mn = 0,9 — 1,2, Mk / Mn = 1,65 — 2,5.

Treba napomenuti da vrijednost kritičnog momenta ne ovisi o aktivnom otporu kruga rotora, dok je kritično klizanje Sk izravno proporcionalno ovom otporu.To znači da s povećanjem aktivnog otpora kruga rotora, vrijednost kritičnog momenta ostaje nepromijenjena, ali maksimum krivulje momenta pomiče se na povećanje vrijednosti klizanja (slika 1, d).

Veličina kritičnog momenta izravno je proporcionalna kvadratu napona primijenjenog na stator i obrnuto proporcionalna kvadratu frekvencije napona i frekvencije struje u statoru.

Ako je, na primjer, napon doveden na motor jednak 85% nazivne vrijednosti, tada će veličina kritičnog momenta biti 0,852 = 0,7225 = 72,25% kritičnog momenta pri nazivnom naponu.

Pri promjeni frekvencije opaža se suprotno. Ako, na primjer, motoru projektiranom za rad s trenutnom frekvencijom = 60 Hz, opskrbna struja s frekvencijom = 50 Hz, tada će kritični moment biti (60/50)2 = 1,44 puta veći od službena vrijednost njegove učestalosti (slika 1, e).

Kritični moment karakterizira trenutnu preopteretivost motora, odnosno pokazuje koji trenutak (u nekoliko sekundi) preopterećenja motor može podnijeti bez štetnih posljedica.

Dio mehaničke karakteristike od nule do maksimalne (kritične) vrijednosti (vidi sliku 1, biv) naziva se stabilnim dijelom karakteristike, a dio BC (slika 1, c) - nestabilnim dijelom.

Ova podjela se objašnjava činjenicom da se na sve većem dijelu karakteristika OF s povećanjem klizanja, tj. kako se brzina smanjuje, okretni moment koji razvija motor raste.To znači da s povećanjem opterećenja, odnosno s povećanjem kočnog momenta, brzina vrtnje motora opada, a time povećani moment raste. Kada se opterećenje smanjuje, naprotiv, brzina se povećava, a zakretni moment smanjuje. Kako se opterećenje mijenja u rasponu stabilnog dijela karakteristike, mijenjaju se brzina vrtnje i moment motora.

Motor ne može razviti više od kritičnog momenta, a ako je moment kočenja veći, motor se neizbježno mora zaustaviti. Prevrtanje motora se događa, kako kažu.

Mehanička karakteristika pri konstantnim U i I i nepostojanju dodatnog otpora u krugu rotora naziva se prirodnom karakteristikom (karakteristika kaveznog asinkronog motora s namotanim rotorom bez dodatnog otpora u krugu rotora). Umjetne ili reostatske karakteristike nazivaju se one koje odgovaraju dodatnom otporu u krugu rotora.

Sve vrijednosti početnog momenta su različite i ovise o aktivnom otporu kruga rotora. Klizači različitih veličina odgovaraju istom nazivnom momentu Mn. Kako se otpor kruga rotora povećava, klizanje se povećava i stoga se smanjuje brzina motora.

Zbog uključivanja aktivnog otpora u krug rotora, mehanička karakteristika u stabilnom dijelu rastegnuta je u smjeru povećanja klizanja, proporcionalno otporu.To znači da brzina motora počinje značajno varirati ovisno o opterećenju vratila i tvrda karakteristika postaje meka.