Механическая характеристика асинхронного двигателя
4.4 Механическая характеристика асинхронного двигателя
Выражение механической характеристики АД может быть получено из баланса мощности в цепи ротора
или 
.
Приравнивая эти выражения, получим после преобразований
. (4.8)
Если подставить значения тока 
во (4.8), получим
,[Н×м] (4.9)
По уравнению (4.8) можно рассчитать и построить зависимость 
или механическую характеристику 
. (рис. 4.3)
Рекомендуемые материалы
Кривая момента 
имеет два максимума: один – в генераторном режиме, другой – в двигательном (тормозном). Максимум функции находится по обычному правилу. Находится производная 
и приравнивается к нулю:
.
Решив это уравнение, можно найти скольжение 
, при котором момент будет иметь наибольшее или критическое значение 
(- критическое скольжение):
. (4.10)
А подставив значение в (4.9) можно получить выражение для максимального опрокидывающего момента:
. (4.11)
Знак “+” в равенстве (4.10) – (4.11) относится к двигательному (тормозному) режиму, знак “-” – к генераторному режиму.
Если выражение (4.9) разделить на (4.11) и произвести соответствующие преобразования, то можно получить уточненную формулу Клосса:
, (4.12)
где - критический максимальный момент двигателя;
- критическое скольжение, соответствующее максимальному моменту: 
Эта формула Клосса позволяет получить зависимость при подстановке в уравнение (4.12) значений и , но она не пригодна для решения обратной задачи, т.е. для нахождения и по данным 
и 
.
Из выражений (4.10) и (4.11) вытекает, что критическое скольжение в двигательном и генераторном режимах имеет одинаковую абсолютную величину. А критические моменты по величине различны, причем критический момент в генераторном режиме 
имеет большее значение, чем в двигательном режиме:
.
Между абсолютными значениями этих моментов можно написать соотношение:
. (4.13)
Абсолютные значения моментов в генераторном режиме при любых конечных значениях скольжения больше моментов для двигательного режима при тех же значениях скольжения.
Физически это объясняется тем, что магнитный поток в генераторном режиме при тех же абсолютных значениях скольжения больше, чем в двигательном.
Зависимость показана на рис. 4.3, а механические характеристики для прямого и обратного направления вращения магнитного поля (на рис. 4.4).
Важной характеристикой асинхронного двигателя является перегрузочная способность асинхронного двигателя:
.
Формулой Клосса уточненной (5.6) пользуются редко. Чаще эту формулу упрощают. Если пренебречь активным сопротивлением статора (
) то формула упростится и будет удобной для расчетов:
. (4.14)
Если скольжение используется в пределах: 
Эта область рабочих скольжений. Так как обычно скольжение (
) не выходит за рамки номинального, поэтому
.
Характерными точками механической характеристики (рис 5.4) является:
1) 
; 
- скорость вращения двигателя равны синхронной;
2) 
; 
- номинальные скорости и момент;
3) 
; 
- критический момент в двигательном режиме;
4) 
; 
- начальный пусковой момент;
- решим противовключения;
- режим рекуперативного торможения
Поэтому во втором приближении для рабочей зоны можно получить для , если пренебречь 
:
Лекция "14 Характеристика калийных удобрений. Получение хлористого калия из сильвинита" также может быть Вам полезна.
. (4.15)
Это говорит о том, что в области номинальных скольжений механическая характеристика двигателя почти прямолинейна. Последнее уравнение справедливо и для номинального режима, т.е.
. (4.16)
Следовательно, эта линейная часть характеристики является ее рабочей частью, на которой двигатель обычно работает при установившемся режиме. Но в этой части характеристики находятся и точки, соответствующие номинальным данным двигателя (
).
Перепад скорости в относительных единицах на естественной механической характеристике асинхронного двигателя при 
определяется его номинальным скольжением. Величина номинального скольжения зависит от сопротивление ротора. Меньшим скольжением 
при одинаковой мощности и числе полюсов 
обладают обычно двигатели с короткозамкнутым ротором нормального исполнения. У этих двигателей в силу конструктивных особенностей сопротивление ротора имеет относительно меньшую величину, что ведет к уменьшению и номинального скольжения . По этим же причинам при увеличении мощности двигателя падает величина его номинального скольжения и растет жесткость естественной характеристики (рис. 4.5).
Определим влияние активного и индуктивного сопротивления, а также напряжения и частоты питающей сети на форму механической характеристики асинхронного двигателя, т.е. рассмотрим искусственные механические характеристики асинхронного двигателя.
