Основные характеристики двигателя




К основным техническим характеристикам трехфазного асинхронного электрического двигателя относятся мощность, частота вращения, коэффициент полезного действия, коэффициент мощности (cos j), масса и другие.

Трехфазная обмотка статора создает вращающееся магнитное поле. Скорость вращения поля зависит только от частоты тока и количества пар полюсов обмотки статора:

,

где п 1 скорость вращения поля (об/мин); f 1 частота тока в обмотке статора; р – число пар полюсов.

Вращающееся магнитное поле пересекает стержни «беличьего колеса» и наводит в них ЭДС. Поскольку стержни замкнуты кольцами, ЭДС вызывает в них ток. Взаимодействие вращающегося магнитного поля с током в стержнях создает вращающий электромагнитный момент. Если ротор разогнать до скорости вращающегося поля, то магнитные силовые линии не будут пересекать стержни и ЭДС при этом не наводится.

В этом случае не будет создаваться вращающий электромагнитный момент. Иначе говоря, машина работает только тогда, когда

,

где п 1 скорость вращения поля (об/мин – синхронная скорость); п 1 скорость вращения ротора (об/мин – асинхронная скорость).

Вообще асинхронная машина, как и все электрические машины, обратимая, т.е.:

если , машина работает в режиме двигателя,

если , машина работает в режиме генератора,

если , создается искусственный режим идеального нерабочего (холостого) хода.

Если поле вращается в одну сторону, а ротор вращается посторонней силой в другую сторону, то машина работает в режиме электромагнитного тормоза.

Относительное отставание ротора от вращающегося магнитного поля (асинхронность) характеризуется скольжением S, которое определяется по формуле:

.

Обычно эта величина определяется в частях единицы или в процентах и колеблется в пределах S = 0,02...0,05.

Учитывая, что частота вращения магнитного поля можно определить частоту вращения двигателя по формуле:

.

Меняя число пар полюсов p обмотки статора, можно регулировать частоту вращения магнитного поля, а, следовательно, и частоту вращения асинхронного двигателя.

Важной характеристикой асинхронного двигателя служит вращающий момент. Он создается благодаря действию сил, обусловленных взаимодействием магнитных полей статора и ротора. Значение вращающего момента зависит от скольжения (см. рис.). Такая кривая имеет явный максимум при критическом скольжении. Этот максимум делит кривую на области устойчивой и неустойчивой работы. Обычно номинальное значение скольжения S н = 0,02...0,05, критическое скольжение S кр = 0,1...0,2. При S п = 1 – пуск двигателя. Устойчивая работа двигателя возможна лишь при скольжении, которому соответствует возрастание вращающего момента, например, при скольжении S н и вращающем моменте M н (точка 1). При скольжении же S 2 и моменте M н (точка 2) частота вращения двигателя станет уменьшаться и может дойти до нуля.

При пуске асинхронного электродвигателя вращающееся магнитное поле пересекает обмотку ротора с большей скоростью, чем при работе двигателя, так как в момент его пуска ротор неподвижен. Вследствие этого в обмотке ротора индуцируется большая, по сравнению с номинальной, ЭДС, а значит, по обмотке проходит и больший ток. Увеличение силы тока в обмотке ротора вызывает соответствующее увеличение силы тока в обмотке статора (это можно объяснить, опираясь на правило Ленца и закон сохранения энергии). Таким образом, при пуске асинхронного двигателя по обмотке статора проходит ток, в 5–7 раз превышающий номинальный. Поэтому пусковой вращающий момент больше номинального. Номинальный же вращающий момент меньше максимального вращающего момента.

Т. о., при пуске в сети, питающей двигатель, возникает бросок тока, который может вызвать настолько значительное падение напряжение, что другие двигатели, питающиеся от этой сети, могут остановиться. С другой стороны, из-за небольшого пускового момента при пуске под нагрузкой двигатель может не преодолеть момент сопротивления на валу (который в момент пуск имеет максимальное значение и уменьшается при раскрутке вала) и не тронется с места. В силу указанных недостатков прямой пуск можно применять только у двигателей малой и средней мощности (примерно до 50 кВт).

Для каждого асинхронного двигателя в его конструктивном исполнении задается определенное значение номинального момента M н, а также M кр и M п. Эти значения указываются в паспорте двигателя в виде отношения к номинальному моменту:

– кратность максимального момента.

– кратность пускового момента.

У асинхронных двигателей значения этих величин равны и .

Вопросы для самоконтроля:

1. Назовите основные части электрической машины и укажите их назначение.

2. Дайте определение обратимости электрических машин.

3. Что называют вращающимся магнитным полем и как его можно получить?

4. Каково устройство асинхронных машин?

5. Дайте определение понятия «скольжение ротора асинхронной машины».

6. В каком режиме работает асинхронная машина при скольжении: ; ; ?

7. В каких случаях применяются асинхронные двигатели с фазным ротором?

8. Какими методами можно регулировать частоту вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутой обмоткой ротора?

9. При каких значениях скольжения возможна устойчивая работа асинхронного двигателя?



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2022-01-19 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: