Mekaniska egenskaper hos en induktionsmotor vid olika lägen, spänningar och frekvenser

De mekaniska egenskaperna hos induktionsmotorer kan uttryckas som n = f (M) eller n=e(I). De mekaniska egenskaperna hos asynkronmotorer uttrycks dock ofta i form av ett beroende M = f(S), där C — glidande, S = (nc-n) / nc, där ns — synkron hastighet.

I praktiken används en förenklad formel som kallas Kloss-formeln för den grafiska konstruktionen av de mekaniska egenskaperna:

här: Mk — kritiskt (maximalt) vridmomentvärde. Detta momentvärde motsvarar den kritiska glidningen

där Am = Mk/Mn

Kloss formel används för att lösa problem relaterade till elektrisk drivning utförd med en induktionsmotor. Med hjälp av Kloss-formeln kan du bygga en graf av mekaniska egenskaper enligt passdata för induktionsmotorn. För praktiska beräkningar bör endast plustecknet beaktas i formeln när man bestämmer det kritiska momentet före roten.

Ris. 1.Asynkronmotor: a — schematiskt diagram, b — mekanisk karaktäristik M = f (S) — naturlig i motor- och generatorlägen, c — naturlig mekanisk karakteristik n = f (M) i motorläge, d — mekaniska egenskaper hos en artificiell reostat, e — Mekaniska egenskaper för olika spänningar och frekvenser.

Induktionsmotor för ekorrbur

Som framgår av fig. 1, mekaniska egenskaper hos en induktionsmotor placerad i I- och III-kvadranterna. Den del av kurvan i I-kvadranten motsvarar ett positivt slirvärde och kännetecknar asynkronmotorns driftläge och i III-kvadranten generatorläget. Motorläget är av största praktiska intresse.

Grafen över motorlägets mekaniska egenskaper innehåller tre karakteristiska punkter: A, B, C och kan villkorligt delas upp i två sektioner: OB och BC (Fig. 1, c).

Punkt A motsvarar motorns nominella vridmoment och bestäms av formeln Mn = 9,55•103•(Strn /nn)

Detta ögonblick motsvarar nominell glidning, som för motorer med allmän industriell tillämpning har ett värde i intervallet från 1 till 7 %, d.v.s. Sn = 1 — 7 %. Samtidigt har små motorer mer slir och stora mindre.

Motorer med hög slirning avsedda för stötbelastning har Сn~15%. Dessa inkluderar till exempel enkelserie AC-motorer.

Karakteristikens punkt C motsvarar det initiala vridmomentvärdet som uppträder på motoraxeln vid start. Detta ögonblick Mp kallas initial eller start. I detta fall är slirningen lika med ett och hastigheten noll. Startmoment det är lätt att avgöra från data i referenstabellen, som visar förhållandet mellan startmomentet och det nominella Mp/Mn.

Storleken på startmomentet vid konstanta värden på spänning och strömfrekvens beror på det aktiva motståndet i rotorkretsen. I detta fall, initialt när det aktiva motståndet ökar, ökar värdet på startmomentet och når sitt maximum när rotorkretsens aktiva motstånd är lika med motorns totala induktiva resistans. Därefter, när det aktiva motståndet hos rotorn ökar, minskar värdet på det initiala vridmomentet, vilket tenderar till noll i gränsen.

Punkt C (fig. 1, b och c) motsvarar ett maximalt moment som kan utveckla motorn i hela varvområdet från n = 0 till n = ns... Detta moment kallas det kritiska (eller vältande) momentet Mk . Kritiskt moment motsvarar också kritiskt glidning Sk. Ju mindre värdet på den kritiska glidningen Sk, liksom värdet på den nominella glidningen Сn, desto större är styvheten hos de mekaniska egenskaperna.

Start- och kritiska ögonblick bestäms av de nominella. Enligt GOST för elektriska maskiner med ekorrburmotorer måste villkoret Mn / Mn = 0,9 - 1,2, Mk / Mn = 1,65 - 2,5 uppfyllas.

Det bör noteras att värdet på det kritiska momentet inte beror på rotorkretsens aktiva motstånd, medan den kritiska glidningen Сk är direkt proportionell mot detta motstånd.Detta innebär att med en ökning av det aktiva motståndet hos rotorkretsen förblir värdet på det kritiska momentet oförändrat, men maximivärdet för vridmomentkurvan skiftar till ökande slirvärden (fig. 1, d).

Storleken på det kritiska vridmomentet är direkt proportionell mot kvadraten på spänningen som appliceras på statorn och omvänt proportionell mot kvadraten på spänningarnas frekvens och frekvensen av strömmen i statorn.

Om till exempel spänningen som tillförs motorn är lika med 85 % av märkvärdet, kommer storleken på det kritiska vridmomentet att vara 0,852 = 0,7225 = 72,25 % kritiskt vridmoment vid märkspänning.

Motsatsen observeras vid ändring av frekvensen. Om t.ex. en motor konstruerad för att arbeta med en strömfrekvens på = 60 Hz, en matningsström med en frekvens på = 50 Hz, så kommer det kritiska momentet in på (60/50)2=1,44 gånger större än det officiella värdet dess frekvens (fig. 1, e).

Det kritiska momentet kännetecknar motorns momentana överbelastningskapacitet, det vill säga det visar vilket ögonblick (på några sekunder) av överbelastning motorn kan motstå utan några skadliga konsekvenser.

Sektionen av den mekaniska egenskapen från noll till det maximala (kritiska) värdet (se fig. 1, biv) kallas den stabila delen av karakteristiken, och sektionen BC (fig. 1, c) - den instabila delen.

Denna uppdelning förklaras av det faktum att på den ökande delen av OF-egenskaperna med ökande glidning, dvs. när hastigheten minskar, ökar vridmomentet som utvecklas av motorn.Detta betyder att när belastningen ökar, det vill säga när bromsmomentet ökar, minskar motorns rotationshastighet och vridmomentet som ökar med den ökar. När belastningen minskar ökar tvärtom hastigheten och vridmomentet minskar. När belastningen ändras genom hela området för den stabila delen av karakteristiken, ändras motorns rotationshastighet och vridmoment.

Motorn kan inte utveckla mer än det kritiska vridmomentet, och om bromsmomentet är större måste motorn oundvikligen stanna. En motorrullning händer som man säger.

En mekanisk egenskap vid konstant U och I och frånvaron av ytterligare motstånd i rotorkretsen kallas en naturlig egenskap (karakteristisk för en ekorrburinduktionsmotor med en lindad rotor utan extra motstånd i rotorkretsen). Konstgjorda eller reostatiska egenskaper kallas de som motsvarar det extra motståndet i rotorkretsen.

Alla startmomentvärden är olika och beror på rotorkretsens aktiva motstånd. Slider av olika storlek motsvarar samma nominella vridmoment Mn. När motståndet i rotorkretsen ökar ökar slirningen och därför minskar motorns hastighet.

På grund av införandet av aktivt motstånd i rotorkretsen sträcks den mekaniska egenskapen i den stabila delen i riktning mot ökande slirning, proportionell mot motståndet.Detta gör att motorvarvtalet börjar variera kraftigt beroende på axelbelastningen och den hårda karaktäristiken blir mjuk.