Mekaniske egenskaber for en induktionsmotor ved forskellige tilstande, spændinger og frekvenser

De mekaniske egenskaber for induktionsmotorer kan udtrykkes som n = f (M) eller n=e(I). Imidlertid udtrykkes de mekaniske egenskaber ved asynkronmotorer ofte i form af en afhængighed M = f(S), hvor C — glidende, S = (nc-n) / nc, hvor ns — synkron hastighed.

I praksis bruges en forenklet formel kaldet Kloss-formlen til den grafiske konstruktion af de mekaniske egenskaber:

her: Mk — kritisk (maksimal) momentværdi. Denne momentværdi svarer til den kritiske slip

hvor λm = Mk/Mn

Kloss's formel bruges til at løse problemer relateret til elektrisk drev udført ved hjælp af en induktionsmotor. Ved hjælp af Kloss-formlen kan du bygge en graf over mekaniske egenskaber i henhold til induktionsmotorens pasdata. Til praktiske beregninger bør kun plustegnet tages i betragtning i formlen, når det kritiske moment før roden bestemmes.

Ris. 1.Asynkronmotor: a — skematisk diagram, b — mekanisk karakteristik M = f (S) — naturlig i motor- og generatortilstande, c — naturlig mekanisk karakteristik n = f (M) i motortilstand, d — mekaniske karakteristika for en kunstig rheostat, e — mekaniske egenskaber for forskellige spændinger og frekvenser.

Egernbur induktionsmotor

Som det kan ses af fig. 1, mekaniske egenskaber for en induktionsmotor placeret i I- og III-kvadranterne. Den del af kurven i I-kvadranten svarer til en positiv slipværdi og karakteriserer asynkronmotorens driftstilstand og i III-kvadranten generatortilstanden. Motortilstanden er af største praktiske interesse.

Grafen over de mekaniske egenskaber for motortilstanden indeholder tre karakteristiske punkter: A, B, C og kan betinget opdeles i to sektioner: OB og BC (fig. 1, c).

Punkt A svarer til motorens nominelle drejningsmoment og bestemmes af formlen Mn = 9,55•103•(Strn /nn)

Dette øjeblik svarer nominel slip, som for motorer med generel industriel anvendelse har en værdi i området fra 1 til 7%, dvs. Sn = 1 - 7%. Samtidig har små motorer mere slip, og store har mindre.

Motorer med høj slip beregnet til stødbelastning har Сn~15%. Disse omfatter for eksempel enkeltserie AC-motorer.

Punkt C i karakteristikken svarer til den initiale momentværdi, der forekommer på motorakslen ved opstart. Dette øjeblik kaldes Mp for initial eller start. I dette tilfælde er slip lig med enhed, og hastigheden er nul. Startmoment det er let at bestemme ud fra dataene i referencetabellen, som viser forholdet mellem startmomentet og den nominelle Mp/Mn.

Størrelsen af ​​startmomentet ved konstante værdier af spænding og strømfrekvens afhænger af den aktive modstand i rotorkredsløbet. I dette tilfælde, når den aktive modstand stiger, stiger værdien af ​​startmomentet og når sit maksimum, når den aktive modstand af rotorkredsløbet er lig med motorens totale induktive modstand. Efterfølgende, efterhånden som rotorens aktive modstand stiger, falder værdien af ​​det indledende drejningsmoment, og tenderer til nul i grænsen.

Punkt C (fig. 1, b og c) svarer til et maksimalt moment, der kan udvikle motoren i hele omdrejningsområdet fra n = 0 til n = ns... Dette moment kaldes det kritiske (eller væltende) moment Mk . Kritisk moment svarer også til kritisk slip Sk. Jo mindre værdien af ​​den kritiske slip Sk, såvel som værdien af ​​den nominelle slip Сn, jo større er stivheden af ​​de mekaniske egenskaber.

Start- og kritiske tidspunkter bestemmes af de nominelle. Ifølge GOST for elektriske egern-burmotorer skal betingelsen Mn / Mn = 0,9 - 1,2, Mk / Mn = 1,65 - 2,5 være opfyldt.

Det skal bemærkes, at værdien af ​​det kritiske moment ikke afhænger af rotorkredsløbets aktive modstand, mens den kritiske slip Сk er direkte proportional med denne modstand.Dette betyder, at med en stigning i den aktive modstand af rotorkredsløbet forbliver værdien af ​​det kritiske moment uændret, men det maksimale af drejningsmomentkurven skifter til stigende slipværdier (fig. 1, d).

Størrelsen af ​​det kritiske drejningsmoment er direkte proportional med kvadratet af spændingen påført til statoren og omvendt proportional med kvadratet af frekvensen af ​​spændingerne og frekvensen af ​​strømmen i statoren.

Hvis f.eks. spændingen til motoren er lig med 85 % af den nominelle værdi, så vil størrelsen af ​​det kritiske drejningsmoment være 0,852 = 0,7225 = 72,25 % kritisk drejningsmoment ved nominel spænding.

Det modsatte ses ved ændring af frekvensen. Hvis for eksempel til en motor, der er designet til at fungere med en strømfrekvens på = 60 Hz, en forsyningsstrøm med en frekvens på = 50 Hz, så vil det kritiske moment komme ind på (60/50)2=1,44 gange større end den officielle værdi dens frekvens (fig. 1, e).

Det kritiske moment karakteriserer motorens øjeblikkelige overbelastningskapacitet, det vil sige, det viser hvilket øjeblik (på få sekunder) af overbelastning motoren er i stand til at modstå uden skadelige konsekvenser.

Udsnittet af den mekaniske karakteristik fra nul til den maksimale (kritiske) værdi (se fig. 1, biv) kaldes den stabile del af karakteristikken, og afsnittet BC (fig. 1, c) - den ustabile del.

Denne opdeling forklares ved, at på den stigende del af OF-egenskaberne med stigende slip, dvs. efterhånden som hastigheden falder, øges det drejningsmoment, som motoren udvikler.Det betyder, at når belastningen øges, det vil sige når bremsemomentet stiger, falder motorens omdrejningshastighed, og drejningsmomentet, der øges med den, stiger. Når belastningen falder, øges hastigheden tværtimod, og drejningsmomentet falder. Efterhånden som belastningen ændres i hele området for den stabile del af karakteristikken, ændres motorens omdrejningshastighed og drejningsmoment.

Motoren kan ikke udvikle mere end det kritiske moment, og hvis bremsemomentet er større, skal motoren uundgåeligt stoppe. Et motorvælt sker, som man siger.

En mekanisk karakteristik ved konstant U og I og fraværet af yderligere modstand i rotorkredsløbet kaldes en naturlig karakteristik (karakteristisk for en egern-bur-induktionsmotor med en viklet rotor uden yderligere modstand i rotorkredsløbet). Kunstige eller reostatiske egenskaber kaldes dem, der svarer til den ekstra modstand i rotorkredsløbet.

Alle startmomentværdier er forskellige og afhænger af rotorkredsløbets aktive modstand. Skydere af forskellig størrelse svarer til det samme nominelle drejningsmoment Mn. Efterhånden som modstanden i rotorkredsløbet øges, stiger slip, og derfor falder motorens hastighed.

På grund af inddragelsen af ​​aktiv modstand i rotorkredsløbet strækkes den mekaniske karakteristik i den stabile del i retning af stigende slip, proportionalt med modstanden.Det betyder, at motorhastigheden begynder at variere betydeligt afhængig af akselbelastningen, og den hårde karakteristik bliver blød.