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 Мэм растет, а затем, при скольжениях Sкр =0,2…0,12 преобладающее значение получает знаменатель, куда параметр:
входит в квадрате.
Момент Мэм, достигнув максимального значения Мmax при sкр 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 Мэм 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 sкр, 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 sкр записывается в виде:
Подставляя выражение для Sкр в формулу Мэм, находим величину Мmax
Из выражений следует, что максимальный момент Мmax:
— 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 sкр 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 Мн (номинальный момент) и sн (номинальное скольжение) (рис.1) .