Номинальные данные АД, указанные на заводском щитке, не всегда дают полное представление об эксплуатационных свойствах машины. Кроме этих сведений необходимо знать рабочие характеристики, под которыми следует понимать зависимости скорости вращения n2, вращающего момента Мэм, КПД ? и коэффициента мощности cos ?1 от полезной мощности P2 при неизменных напряжении сети и ее частоте f 1. Часто вместо зависимости:
строят кривую:
Кроме того, к важным показателям АД относят коэффициент перегрузочной способности km, а для короткозамкнутых двигателей коэффициенты кратности пускового тока ki и пускового момента kм. Рабочие характеристики АД обычного исполнения показаны на рис. 1.
Рис. 1 — Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Скольжение двигателя численно может быть определено отношением:
При холостом ходе потери:
очень малы и S?0. Скорость вращения ротора:
С увеличением нагрузки потери:
растут, а следовательно, скольжение s увеличивается.
Для получения достаточно высокого КПД АД потери в роторе должны быть такими, чтобы при номинальной нагрузке скольжение не превышало 1….4%. Скорость вращения ротора определяется соотношением:
и зависимостью:
представляет собой кривую, слабо наклоненную к оси абцисс. Поэтому скоростную характеристику АД называют жесткой. Зависимость:
называемая моментной характеристикой, почти прямолинейна, так как скорость вращения ротора при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной остается почти постоянной.
При установившемся режиме работы вращающий момент равен:
где М2 – полезный момент, определяемый исполнительным механизмом; М0 – момент холостого хода.
Коэффициент мощности cos? АД всегда меньше единицы, так как двигатель потребляет из сети значительный намагничивающий ток ?µ, почти не зависящий от нагрузки. При холостом ходе cos?1 обычно не превышает 0,2, но затем при нагрузке довольно быстро растет и достигает наибольшего значения при мощности, близкой к номинальной. Значения cos?1 обычных АД находятся в пределах 0,75….0,85, причем большие значения cos?1 относятся к АД большей мощности.
Кривая:
имеет типичный для электрических машин вид. КПД достигает наибольшего значения примерно при 75% номинальной нагрузки.
КПД современных АД при номинальной нагрузке составляет 80…95%, причем большие значения относятся к машинам большей мощности.
К рабочим характеристикам АД относят также механическую характеристику, которую часто выражают в виде зависимости:
Эта характеристика показана на рис.2.
Рис. 2 — Механическая характеристика асинхронного двигателя
Отношение:
называется перегрузочной способностью и составляет 1,6….2,5 в зависимости от мощности двигателя. В двигателях специального исполнения km достигает 2,8….3,0 и более.
Коэффициент:
называется кратностью пускового момента. Его значение составляет 0,8….1,7.
Под кратностью пускового тока АД понимают отношение:
Эта величина лежит в пределах 5….7,0.