Механическая характеристика АД

Механической характеристикой АД называется зависимость:

построенная при:

и

и при условии, что параметры:

при изменении скольжения s не меняются.

Проанализируем зависимость:

для момента включения АД в сеть, когда s =1,0.

При s =1,0 АД развивает пусковой момент, равный:

откуда следует, что пусковой момент АД зависит от подводимого напряжения во второй степени и соотношения параметров:

Если момент при пуске больше момента сопротивления, то ротор АД начнет вращаться и скольжение уменьшается. Так как обычно:

то при уменьшении s одновременно увеличиваются и числитель и знаменатель формулы:

Сначала, при больших s, преобладающее значение имеет числитель, вследствие чего М_эм растет, а затем, при скольжениях S_кр =0,2…0,12  преобладающее значение получает знаменатель,  куда  параметр:

 входит в квадрате.

Момент М_эм, достигнув максимального значения М_max при s_кр начнет уменьшаться и при s =0 становится равным нулю.

Формула выше, справедлива для любого режима работы АД. При переходе в генераторный режим работы скольжение меняет знак на обратный (s<0), соответственно чему момент М_эм становится отрицательным, т.е. тормозящим.

Механическая характеристика асинхронной машины показана на рис.1 . В соответствии с изложенным участок кривой в диапазоне 0? s ?1,0 соответствует двигательному режиму работы, а при s<0 машина работает в режиме генератора. Когда s >1,0, ротор вращается против направления вращения поля статора. Этот режим называют режимом противовключения или электромагнитного торможения.

Рис. 1 — Механическая характеристика асинхронной машины

Для того, чтобы найти величину критического скольжения s_кр, при котором электромагнитный момент достигает наибольшего значения, необходимо решить уравнение:

После упрощения получаем выражение:

Здесь знак (+) – соответствует двигательному режиму, а знак (-) – генераторному. Так как:

то им можно пренебречь и соотношение для s_кр записывается в виде:

Подставляя выражение для S_кр в формулу М_эм, находим величину М_max

Из выражений следует, что максимальный момент М_max:

— при заданной частоте и заданных параметрах двигателя пропорционален квадрату напряжения U1?

— не зависит от активного сопротивления ротора;

 — при заданной частоте тем меньше, чем больше индуктивные сопротивления рассеяния:

Критическое скольжение s_кр  тем больше, чем больше сопротивление обмотки ротора:

 

Эти выводы имеют очень важное значение для анализа поведения АД при различных режимах работы.

Номинальный режим работы АД на механической характеристике определяется точкой с координатами М_н (номинальный момент) и s_н (номинальное скольжение) (рис.1) .