Mekaniske egenskaper til en induksjonsmotor ved forskjellige moduser, spenninger og frekvenser

De mekaniske egenskapene til induksjonsmotorer kan uttrykkes som n = f (M) eller n=e(I). Imidlertid uttrykkes de mekaniske egenskapene til asynkronmotorer ofte i form av en avhengighet M = f(S), hvor C - glidende, S = (nc-n) / nc, hvor ns - synkron hastighet.

I praksis brukes en forenklet formel kalt Kloss-formelen for den grafiske konstruksjonen av de mekaniske egenskapene:

her: Mk — kritisk (maksimal) dreiemomentverdi. Denne momentverdien tilsvarer den kritiske slip

hvor λm = Mk/Mn

Kloss sin formel brukes til å løse problemer knyttet til elektrisk drift utført ved hjelp av en induksjonsmotor. Ved å bruke Kloss-formelen kan du bygge en graf av mekaniske egenskaper i henhold til passdataene til induksjonsmotoren. For praktiske beregninger bør kun plusstegnet tas i betraktning i formelen når det kritiske øyeblikket før roten skal bestemmes.

Ris. 1.Asynkronmotor: a — skjematisk diagram, b — mekanisk karakteristikk M = f (S) — naturlig i motor- og generatormodus, c — naturlig mekanisk karakteristikk n = f (M) i motormodus, d — mekaniske egenskaper til en kunstig reostat, e — mekaniske egenskaper for forskjellige spenninger og frekvenser.

Induksjonsmotor for ekornbur

Som det fremgår av fig. 1, mekaniske egenskaper til en induksjonsmotor plassert i I- og III-kvadrantene. Delen av kurven i I-kvadranten tilsvarer en positiv slipverdi og karakteriserer driftsmodusen til asynkronmotoren, og i III-kvadranten generatormodusen. Motormodusen er av størst praktisk interesse.

Grafen over de mekaniske egenskapene til motormodusen inneholder tre karakteristiske punkter: A, B, C og kan betinget deles inn i to seksjoner: OB og BC (fig. 1, c).

Punkt A tilsvarer det nominelle dreiemomentet til motoren og bestemmes av formelen Mn = 9,55•103•(Strn /nn)

Dette øyeblikket samsvarer nominell slip, som for motorer med generell industriell bruk har en verdi i området fra 1 til 7%, dvs. Sn = 1 - 7%. Samtidig har små motorer mer slip og store har mindre.

Motorer med høy slip beregnet for støtbelastning har Сn~15%. Disse inkluderer for eksempel enkeltserie AC-motorer.

Punkt C i karakteristikken tilsvarer startmomentverdien som oppstår på motorakselen ved oppstart. Dette øyeblikket Mp kalles initial eller starter. I dette tilfellet er slipingen lik enhet og hastigheten er null. Startmoment det er lett å bestemme fra dataene i referansetabellen, som viser forholdet mellom startmomentet og den nominelle Mp / Mn.

Størrelsen på startmomentet ved konstante verdier av spenning og strømfrekvens avhenger av den aktive motstanden i rotorkretsen. I dette tilfellet, først når den aktive motstanden øker, øker verdien av startmomentet, og når sitt maksimum når den aktive motstanden til rotorkretsen er lik motorens totale induktive motstand. Deretter, når den aktive motstanden til rotoren øker, synker verdien av det opprinnelige dreiemomentet, og tenderer til null i grensen.

Punkt C (fig. 1, b og c) tilsvarer et maksimalt moment som kan utvikle motoren i hele omdreiningsområdet fra n = 0 til n = ns... Dette momentet kalles det kritiske (eller veltende) momentet Mk . Kritisk moment tilsvarer også kritisk slip Sk. Jo mindre verdien av den kritiske slip Sk, så vel som verdien av den nominelle slip Сn, jo større er stivheten til de mekaniske egenskapene.

Start- og kritiske øyeblikk bestemmes av de nominelle. I henhold til GOST for elektriske maskiner med ekorn-burmotor, må betingelsen Mn / Mn = 0,9 - 1,2, Mk / Mn = 1,65 - 2,5 være oppfylt.

Det skal bemerkes at verdien av det kritiske momentet ikke avhenger av den aktive motstanden til rotorkretsen, mens den kritiske slip Сk er direkte proporsjonal med denne motstanden.Dette betyr at med en økning i den aktive motstanden til rotorkretsen forblir verdien av det kritiske momentet uendret, men maksimum av dreiemomentkurven skifter til økende slipverdier (fig. 1, d).

Størrelsen på det kritiske dreiemomentet er direkte proporsjonal med kvadratet av spenningen som påføres statoren og omvendt proporsjonal med kvadratet på frekvensen til spenningene og frekvensen til strømmen i statoren.

Hvis for eksempel spenningen som tilføres motoren er lik 85 % av merkeverdien, vil størrelsen på det kritiske dreiemomentet være 0,852 = 0,7225 = 72,25 % kritisk dreiemoment ved merkespenning.

Det motsatte observeres ved endring av frekvensen. Hvis for eksempel en motor konstruert for å operere med en strømfrekvens på = 60 Hz, en tilførselsstrøm med en frekvens på = 50 Hz, vil det kritiske momentet komme inn på (60/50)2=1,44 ganger større enn den offisielle verdien dens frekvens (fig. 1, e).

Det kritiske øyeblikket karakteriserer motorens øyeblikkelige overbelastningskapasitet, det vil si at det viser hvilket øyeblikk (på noen få sekunder) av overbelastning motoren er i stand til å motstå uten skadelige konsekvenser.

Seksjonen av den mekaniske karakteristikken fra null til den maksimale (kritiske) verdien (se fig. 1, biv) kalles den stabile delen av karakteristikken, og delen BC (fig. 1, c) - den ustabile delen.

Denne inndelingen forklares med at på den økende delen av OF-karakteristikkene med økende slip, dvs. når hastigheten avtar, øker dreiemomentet som utvikles av motoren.Dette betyr at når belastningen øker, det vil si når bremsemomentet øker, reduseres rotasjonshastigheten til motoren, og dreiemomentet øker med den. Når belastningen avtar, tvert imot, øker hastigheten og dreiemomentet avtar. Ettersom belastningen endres gjennom hele området til den stabile delen av karakteristikken, endres rotasjonshastigheten og dreiemomentet til motoren.

Motoren kan ikke utvikle mer enn det kritiske dreiemomentet, og hvis bremsemomentet er større, må motoren uunngåelig stoppe. En motorvelt skjer, som de sier.

En mekanisk karakteristikk ved konstant U og I og fravær av ekstra motstand i rotorkretsen kalles en naturlig karakteristikk (karakteristikk av en ekorn-bur induksjonsmotor med en viklet rotor uten ekstra motstand i rotorkretsen). Kunstige eller reostatiske egenskaper kalles de som tilsvarer den ekstra motstanden i rotorkretsen.

Alle startmomentverdier er forskjellige og avhenger av den aktive motstanden til rotorkretsen. Slidere av forskjellig størrelse tilsvarer det samme nominelle dreiemomentet Mn. Når motstanden til rotorkretsen øker, øker slipingen og derfor reduseres motorhastigheten.

På grunn av inkluderingen av aktiv motstand i rotorkretsen, strekkes den mekaniske karakteristikken i den stabile delen i retning av økende slip, proporsjonalt med motstanden.Dette betyr at motorhastigheten begynner å variere betydelig avhengig av akselbelastningen og den harde karakteristikken blir myk.