Построение механической характеристики асинхронного двигателя
Механическую характеристику асинхронного двигателя 
построить на основании расчета его вращающих моментов по формуле Клосса, задаваясь следующими значениями скольжения: 0; SН; 0,1; SК; 0,3; 0,5; 0,8; 1,0.
Критическое скольжение электродвигателя, соответствующее максимальному вращающему моменту, %:
где 
– номинальное скольжение электродвигателя;
– кратность максимального момента.
Номинальная угловая скорость вращения электродвигателя, с-1:
Номинальный вращающий момент, Н×м:
где 
– номинальная мощность электродвигателя.
Критический (максимальный) вращающий момент электродвигателя, Н.м:
Формула Клосса при скольжениях 
занижает значения вращающих моментов по сравнению с действительными, так как уравнение выведено из условия постоянства параметров двигателя, а они варьируют. Поэтому механическую характеристику строят по пяти точкам, рассчитанным по каталожным данным.
1-я точка: 
; 
; 
.
2-я точка: t wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:sz-cs w:val="28"/></w:rPr><m:t>РЅ</m:t></m:r></m:sub></m:sSub></m:den></m:f></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>"> 
; 
; 
.
3-я точка: 
; 
.
4-я точка: 
; 
.
5-я точка: 
; 
; 
.
Данные расчета механической характеристики 
свести в таблицы 1 и 2. Переход от скольжения к скорости вращения осуществить по формуле:
Таблица 1 – Данные к построению механической характеристики асинхронного электродвигателя по уравнению Клосса
Таблица 2 – Данные к построению механической характеристики асинхронного электродвигателя по пяти точкам
Рисунок 1 – Механические характеристики асинхронного двигателя
2. Рассчитать приведенную к скорости вращения вала двигателя механическую характеристику рабочей машины и построить ее в одних координатных осях с характеристикой двигателя.
Построение механической характеристики рабочей машины
Приведенный момент вращения рабочей машины к валу двигателя 
определяют, используя следующие соотношения:
где 
– КПД механической передачи;
– момент статического сопротивления рабочей машины при ее номинальной частоте вращения, Н×м;
– момент сопротивления при скорости вращения 
, Н×м;
– показатель степени.
Передаточное число:
где 
– частота вращения двигателя, об/мин;
– частота вращения вала рабочей машины, об/мин.
Момент трогания механизма, Н×м:
Задаваясь значением скорости вращения 
(с-1) или частоты вращения 
(об/мин), определить момент сопротивления рабочей машины. Данные расчета свести в Таблицу 3.
Таблица 3 – Данные к построению механической характеристики рабочей машины
На основании расчетных данных строятся механическая характеристика рабочей машины 
и механическая характеристика электродвигателя 
Рисунок 2.
Рисунок 2 – Механические характеристики АД и рабочей машины
3. Определить приведенный к скорости вращения вала двигателя момент инерции системы «электропривод – рабочая машина».
где 
– коэффициент, учитывающий момент инерции редуктора между электродвигателем и валом рабочей машины.
4. Графическим и графоаналитическим методом определить время разгона двигателя с нагрузкой при номинальном напряжении питания.
Графическое решение уравнения движения электропривода
Н·м/мм
рад/(с·мм)
c/мм
кг·м2/мм
Таблица 4 – Данные к построению механической характеристики динамического момента
Рисунок 3 – Графическое решение уравнения движения
электропривода
c
Графоаналитическое решение уравнения движения электропривода
Используя построенные механические характеристики электродвигателя, рабочей машины и динамического (избыточного) момента, можно без построения функции 
аналитически рассчитать искомое время пуска привода (
).
Продолжительность разгона электропривода на каждом интервале частот вращения рассчитывают по выражению:
Полная продолжительность пуска равна сумме частичных продолжительностей m:
где 
– средний динамический момент на i участке характеристики, принимаемый постоянным, Нм.
Проверка по допустимому времени разгона заключается в сравнении последнего с расчетным 
.
≤ 12 c
Допустимое время разгона находится в пределах 10 – 13 секунд.
5. Рассчитать потери энергии в асинхронном двигателе при пуске системы с нагрузкой, без нагрузки и при торможении противовключением без нагрузки.
Потери энергии при пуске асинхронного электродвигателя определяются электрическими потерями энергии в его обмотках, которые прямо пропорциональны квадрату силы тока.
Потери энергии при пуске асинхронного электродвигателя с нагрузкой (Дж) рассчитываются по формуле:
где 
– продолжительность пуска электродвигателя, с;
– кратность пускового тока асинхронного электродвигателя;
– коэффициент равный отношению постоянных потерь мощности двигателя к переменным. Принять =0,6.
Потери энергии (Дж) в асинхронном электродвигателе при пуске системы без нагрузки определяются по формуле:
При торможении противовключением системы без нагрузки потери энергии (Дж) в асинхронном электродвигателе составят:
6. Оценить условия запуска электродвигателя с нагрузкой при снижении питающего напряжения на DU = 20 %.
Вращающий момент асинхронного электродвигателя для любой фиксированной скорости вращения пропорционален квадрату приложенного напряжения, поэтому для всех скоростей вращения справедливо соотношение:
где 
– вращающий момент асинхронного электродвигателя при номинальном напряжения, Н×м;
– вращающий момент асинхронного электродвигателя при той же скорости вращения, но при пониженном напряжении, Н×м;
– относительная величина напряжения в долях от номинального.
Таблица 5 – Данные к построению механической характеристики асинхронного электродвигателя по пяти точкам (при пониженном напряжении)
Таблица 6 – Данные к построению механической характеристики рабочей машины
Рисунок 4 – механическая характеристика асинхронного
электродвигателя по пяти точкам (при пониженном
напряжении) и механическая характеристика рабочей машины
Вывод: электродвигатель «застрянет» и не развернется до частоты вращения, соответствующей рабочей зоне его механической характеристики.
7. Для трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором определить величину активного или реактивного сопротивления, которое необходимо включить в цепь статора для снижения пускового тока в два раза по сравнению с током при прямом пуске.
Сопротивление короткого замыкания электродвигателя при прямом пуске:
Активное сопротивление статора при коротком замыкании:
Индуктивное сопротивление статора при коротком замыкания:
Степень уменьшения пускового тока:
Добавочное активное сопротивление:
Добавочное индуктивное сопротивление:
