Механичке карактеристике асинхроног мотора при различитим режимима, напонима и фреквенцијама

Механичке карактеристике асинхроних мотора могу се изразити као н = ф (М) или н=е(И). Међутим, механичке карактеристике асинхроних мотора често се изражавају у облику зависности М = ф(С), где је Ц — клизна, С = (нц-н) / нц, где је нс — синхрона брзина.

У пракси се за графичку конструкцију механичких карактеристика користи поједностављена формула која се зове Клосова формула:

овде: Мк — критична (максимална) вредност обртног момента. Ова вредност момента одговара критичном клизању

где је λм = Мк / Мн

Клосова формула се користи за решавање проблема везаних за електрични погон који се изводи помоћу индукционог мотора. Користећи Клоссову формулу, можете изградити графикон механичких карактеристика према подацима пасоша индукционог мотора. За практичне прорачуне у формули треба узети у обзир само знак плус при одређивању критичног тренутка пре корена.

Пиринач. 1.Асинхрони мотор: а — шематски дијаграм, б — механичка карактеристика М = ф (С) — природно у режиму мотора и генератора, ц — природна механичка карактеристика н = ф (М) у моторном режиму, д — механичке карактеристике вештачког реостата, е — механичке карактеристике за различите напоне и фреквенције.

Индукциони мотор са веверичним кавезом

Као што се види са сл. 1, механичке карактеристике индукционог мотора који се налази у И и ИИИ квадранту. Део криве у И квадранту одговара позитивној вредности клизања и карактерише режим рада асинхроног мотора, а у ИИИ квадранту режим генератора. Режим рада мотора је од највећег практичног интереса.

Графикон механичких карактеристика режима мотора садржи три карактеристичне тачке: А, Б, Ц и може се условно поделити на два одељка: ОБ и БЦ (слика 1, ц).

Тачка А одговара називном обртном моменту мотора и одређена је формулом Мн = 9,55•103•(Стрн /нн)

Овај тренутак одговара номинални слип, који за моторе опште индустријске примене има вредност у опсегу од 1 до 7%, односно Сн = 1 — 7%. Истовремено, мали мотори имају више клизања, а велики мање.

Висококлизни мотори намењени ударном оптерећењу имају Сн~15%. То укључује, на пример, једносеријске АЦ моторе.

Тачка Ц карактеристике одговара почетној вредности обртног момента који се јавља на вратилу мотора при покретању. Овај тренутак Мп се назива почетни или почетни. У овом случају, клизање је једнако јединици и брзина је нула. Почетни обртни момент лако је одредити из података референтне табеле, која показује однос стартног момента према номиналном Мп / Мн.

Величина стартног момента при константним вредностима напона и фреквенције струје зависи од активног отпора у колу ротора. У овом случају, у почетку како се активни отпор повећава, вредност стартног момента расте, достижући свој максимум када је активни отпор роторског кола једнак укупном индуктивном отпору мотора. Након тога, како се активни отпор ротора повећава, вредност почетног обртног момента се смањује, тежећи нули у граници.

Тачка Ц (сл. 1, б и ц) одговара максималном моменту који може да развије мотор у читавом опсегу обртаја од н = 0 до н = нс... Овај моменат се назива критични (или преокретни) момент Мк. . Критични момент такође одговара критичном клизању Ск. Што је мања вредност критичног клизања Ск, као и вредност номиналног клизања Сн, већа је крутост механичких карактеристика.

Почетни и критични моменти одређују се номиналним. Према ГОСТ-у за електричне машине са кавезним мотором, мора бити испуњен услов Мн / Мн = 0,9 — 1,2, Мк / Мн = 1,65 — 2,5.

Треба напоменути да вредност критичног момента не зависи од активног отпора роторског кола, док је критично клизање Ск директно пропорционално овом отпору.То значи да са повећањем активног отпора роторског кола, вредност критичног момента остаје непромењена, али се максимум криве обртног момента помера на повећање вредности клизања (слика 1, д).

Величина критичног момента је директно пропорционална квадрату напона примењеног на статор и обрнуто пропорционална квадрату фреквенције напона и фреквенције струје у статору.

Ако је, на пример, напон који се доводи до мотора једнак 85% номиналне вредности, тада ће величина критичног момента бити 0,852 = 0,7225 = 72,25% критичног момента при називном напону.

При промени фреквенције примећује се супротно. Ако, на пример, за мотор пројектован да ради са струјном фреквенцијом од = 60 Хз, струја напајања са фреквенцијом од = 50 Хз, тада ће критични моменат доћи на (60/50)2=1,44 пута већи од званична вредност његове фреквенције (слика 1, е).

Критични моменат карактерише тренутни капацитет преоптерећења мотора, односно показује који момент (за неколико секунди) преоптерећења мотор може да издржи без штетних последица.

Део механичке карактеристике од нуле до максималне (критичне) вредности (види слику 1, бив) назива се стабилним делом карактеристике, а пресек БЦ (слика 1, ц) — нестабилним делом.

Ова подела се објашњава чињеницом да на све већем делу ОФ карактеристике са повећањем клизања, тј. како се брзина смањује, обртни момент који развија мотор се повећава.То значи да како расте оптерећење, односно како се кочиони момент повећава, брзина ротације мотора се смањује, а обртни момент увећан њиме се повећава. Када се оптерећење смањи, напротив, брзина се повећава, а обртни момент се смањује. Како се оптерећење мења у читавом опсегу стабилног дела карактеристике, брзина ротације и обртни момент мотора се мењају.

Мотор не може да развије више од критичног обртног момента, а ако је кочиони момент већи, мотор се неизбежно мора зауставити. Догађа се превртање мотора, како кажу.

Механичка карактеристика при константним У и И и одсуству додатног отпора у колу ротора назива се природна карактеристика (карактеристика асинхроног мотора са кавезним кавезом са намотаним ротором без додатног отпора у колу ротора). Вештачке или реостатске карактеристике називају се оне које одговарају додатном отпору у колу ротора.

Све вредности стартног момента су различите и зависе од активног отпора роторског кола. Клизачи различитих величина одговарају истом називном моменту Мн. Како се отпор круга ротора повећава, клизање се повећава и стога се брзина мотора смањује.

Због укључивања активног отпора у коло ротора, механичка карактеристика у стабилном делу се растеже у правцу повећања клизања, пропорционално отпору.То значи да брзина мотора почиње значајно да варира у зависности од оптерећења осовине и тврда карактеристика постаје мека.