11.6. Обертовий момент асинхронного двигуна

Виразимо обертовий момент через втрати в роторі й ковзання:

Відповідно до векторної діаграми на рис. 11.5 12 R2 = E2 cosy2, а за фо­рмулами (11.6) і (11.7) ЕРС ротора дорівнює

постійна величина для даного двигуна.

Величини Ф, I2 і в більшому або меншому ступені залежні від ков­зання, що обумовлює залежність від ковзання обертового моменту. Для з'ясу­вання цієї залежності перетворимо вихідний вираз моменту (11.32), використо­вуючи формули (11.8) і (11.20):

Якщо знехтувати падінням напруги в обмотці статора I1-Z1, то можна ЕРС Е1 замінити напругою U1 (11.16). Це припущення можливе тільки у певних ме­жах. При великих навантаженнях і ковзаннях падіння напруги в обмотці стато­ра сильно зростає і різниця між напругою і ЕРС може стати істотною. З ураху­ванням сказаного формула моменту набуває вигляду

При U1 = const, що звичайно має місце в нормальному режимі експлуата­ції двигуна, обертовий момент є функцією ковзання, графік якої зображується кривою 1 (рис. 11.9).

З формули (11.36) і графіка випливає, що при малих ковзаннях (s < sK) момент приблизно пропорційний ковзанню. Із збільшенням ковзання стає від­чутнішим вплив s у знаменнику формули (11.36) і момент, досягши свого най­більшого значення Мк при ковзанні s = sK, далі убуває до величини пускового моменту Мп при s = 1. Максимальний момент Мк і ковзання sK, при якому він розвивається, називаються критичними.

м

Двигун працює із сталою, тобто не­змінною швидкістю обертання при рів­новазі обертаючого моменту і моменту опору. Характер кривої моменту опору МОп залежно від ковзання (або швидкості) визначається властивостями робочого ме­ханізму. Якщо Mon=F(s) має вид кривої 2 (рис. 11.9), то умова рівноваги моментів виконується при двох різних ковзаннях -точка а, якій відповідає невелике ковзання s < sic, і точка b при ков-занні s > sK. Однак для усталеної роботи двигуна недостатньо

простої рівноваги моментів. Необхідно, щоб двигун міг відновити рівновагу при можливих її порушеннях. Це можливо, тільки якщо

Як видно з рис. 11.9, зазначена нерівність має місце тільки на ділянці s < sK (точка а), тобто на лівій частині кривої M=F(s). Тому асинхронний двигун працюєте стійко лише при ковзаннях, менших за критичні. Права частина кри­вої М = F(s), що належить ділянці ковзань s > sK називається нестійкою. За та­ких ковзаннях двигун працювати не може. Так, при роботі з ковзанням, що від­повідає точці b, будь-яке випадкове порушення рівноваги моментів у той або інший бік викликає розгін двигуна до ковзань s < sK (перехід у точку а) або його зупинку.

Обертовий момент в режимі номінального навантаження, що відповідає припустимому нагріванню двигуна, повинен бути меншим за критичний Мк з пе­вним запасом. Коли момент опору навантаження досягає величини критичного моменту, двигун переходить на нестійку частину характеристики М = F(s) і зу­пиняється. Відбувається «перекидання» двигуна. Чим більшим є перевищення критичного моменту над номінальним, тим більші короткочасні перевантаження здатний переборювати двигун. Перевантажувальну здатність двигуна прийнято характеризувати коефіцієнтом перевантажувальної здатності км

Подпись: (11.38)

де Мн - номінальний момент двигуна.

Для АД звичайно км= 1,6 ^ 2,5. При оцінці пускових властивостей двигу­на важливе значення має величина початкового пускового моменту Мп.

Для визначення критичного ковзання необхідно прирівняти до нуля похі-

дну

dM ds

і розв'язати отриманий вираз відносно s. Такий аналіз показує, що

а сам критичний момент, який можна одержати з виразу (11.39) після підстано­вки значення s = Sk, дорівнює

Звідси виходить, що, по-перше, критичний момент, а отже, і переван­тажувальна здатність асинхронного двигуна, залежить від квадрата на­пруги. Це зумовлює високу чутливість цих двигунів до відхилень напруги мережі. Навіть при невеликих зниженнях напруги різко зменшується перевантажувальна зда­тність, що може викликати зупинку («перекидання») двигуна.

По-друге, величина Мк не залежить від активного опору ротора R2, але від R2 залежить ковзання sK. У двигунів з контактними кільцями за рахунок введе­ного до кола ротора додаткового активного опору можливо отримати ряд кри­вих М = F(s). Залежність М = F(s) визначає також зв'язок між швидкістю обер­тання і моментом.

Таким чином, графік M=P(s) являє собою видозмінену, тобто побудовану в інших координатах, механічну характеристику. У звичайних координатах n = Р(М) вона має вигляд на рис. 11.10, де крива 1 - для двигуна короткозамк-неного і двигуна з контактними кільцями без додаткового опору в колі ротора; крива 2 - для двигуна з контактними кільцями при введеному до кола ротора додатковому активному опорі.

Перетворимо (11.36), підставивши замість U1 його значення з (11.40):

Мк і sk, які можна одержа­ти з каталогу.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я