Работа на асинхронния двигател
Работа на асинхронния двигател са графично изразени зависимости от скоростта n2, ефективност η, полезен въртящ момент (въртящ момент на вала) M2, коефициент на мощност cos φ и ток на статора I1 от полезната мощност P2 при U1 = const f1 = const.
Характеристика на скоростта n2 = f (P2). Скоростта на ротора на асинхронния двигател n2 = n1 (1 — s).
Слайд s = Pe2 / Rem, т.е. приплъзването на асинхронния двигател и следователно скоростта му се определя от съотношението на електрическите загуби в ротора към електромагнитната мощност. Пренебрегвайки електрическите загуби в ротора в режим на празен ход, можем да вземем Pe2 = 0 и следователно s ≈ 0 и n20 ≈ n1.
С увеличаването на натоварването на вала асинхронен двигател съотношението s = Pe2 / Pem се увеличава, достигайки стойности от 0,01 — 0,08 при номинално натоварване. В съответствие с това зависимостта n2 = f (P2) е крива, леко наклонена към оста на абсцисата. Въпреки това, с увеличаване на активното съпротивление на ротора на двигателя r2 ‘, наклонът на тази крива се увеличава. В този случай промените в честотата на асинхронния двигател n2 с колебания в товара P2 се увеличават. Това се обяснява с факта, че с увеличаване на r2 ‘, електрическите загуби в ротора се увеличават.
Ориз. 1. Характеристики на работа на асинхронния двигател
Зависимост М2 = f (P2). Зависимостта на полезния въртящ момент от вала на асинхронния двигател M2 от полезната мощност P2 се определя от израза M2 = P2 / ω2 = 60 P2 / (2πn2) = 9,55P2 / n2,
където P2 — полезна мощност, W; ω2 = 2πf 2/60 е ъгловата честота на въртене на ротора.
От този израз следва, че ако n2 = const, тогава графиката M2 = f2 (P2) е права линия. Но в асинхронен двигател с увеличаване на товара P2, скоростта на ротора намалява и следователно полезният момент на вала M2 с увеличаване на товара се увеличава малко по -бързо от товара и следователно графиката M2 = f (P2 ) има криволинейна форма.
Ориз. 2. Векторна диаграма на асинхронен двигател при ниско натоварване
Зависимост cos φ1 = f (P2). Поради факта, че токът на статора на асинхронния двигател I1 има реактивен (индуктивен) компонент, необходим за създаване на магнитно поле в статора, коефициентът на мощност на асинхронните двигатели е по -малък от единица. Най -ниската стойност на коефициента на мощност съответства на празен ход. Това се обяснява с факта, че токът на празен ход на електродвигателя I0 при всяко натоварване остава практически непроменен. Следователно, при ниски натоварвания на двигателя, токът на статора е малък и е до голяма степен реактивен (I1 ≈ I0). В резултат на това фазовото изместване на тока на статора спрямо напрежението е значително (φ1 ≈ φ0), само малко по -малко от 90 ° (фиг. 2).
Коефициентът на мощност на празен ход на асинхронните двигатели обикновено е по -малък от 0,2. С увеличаване на натоварването на вала на двигателя активният компонент на тока I1 се увеличава и коефициентът на мощност се увеличава, достигайки най -високата стойност (0,80 — 0,90) при натоварване, близко до номиналното. По -нататъшното увеличаване на натоварването върху вала на двигателя е придружено от намаляване на cos φ1, което се обяснява с увеличаване на индуктивното съпротивление на ротора (x2s) поради увеличаване на приплъзването и, следователно, в честотата на токът в ротора.
За да се подобри коефициентът на мощност на асинхронните двигатели, е изключително важно двигателят винаги да работи или поне значителна част от времето с натоварване, близко до номиналното натоварване. Това може да се постигне само с правилния избор на мощност на двигателя. Ако двигателят работи недотоварен през значителна част от времето, тогава за увеличаване на cos φ1 е препоръчително да се намали напрежението U1, подадено към двигателя. Например, при двигатели, работещи, когато намотката на статора е свързана триъгълно, това може да стане чрез повторно свързване на намотките на статора в звезда, което ще доведе до намаляване на фазовото напрежение с коефициент. В този случай магнитният поток на статора, а оттам и намагнитващият ток, намаляват с около фактор. В допълнение, активният компонент на тока на статора се увеличава леко. Всичко това допринася за увеличаване на коефициента на мощност на двигателя.
На фиг. 3 показва графиките на зависимостта на cos φ1, асинхронен двигател от товара, когато намотките на статора са свързани със звезда (крива 1) и триъгълник (крива 2).
Ориз. 3. Зависимост на cos φ1 от товара при свързване на намотката на статора на двигателя със звезда (1) и делта (2)
