Μηχανικά χαρακτηριστικά κινητήρα επαγωγής σε διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας, τάσεις και συχνότητες

Τα μηχανικά χαρακτηριστικά των επαγωγικών κινητήρων μπορούν να εκφραστούν ως n = f (M) ή n=e (I). Ωστόσο, τα μηχανικά χαρακτηριστικά των ασύγχρονων κινητήρων εκφράζονται συχνά με τη μορφή εξάρτησης M = f(S), όπου C — ολίσθηση, S = (nc-n) / nc, όπου ns — σύγχρονη ταχύτητα.

Στην πράξη, ένας απλοποιημένος τύπος που ονομάζεται τύπος Kloss χρησιμοποιείται για τη γραφική κατασκευή των μηχανικών χαρακτηριστικών:

εδώ: Mk — κρίσιμη (μέγιστη) τιμή ροπής. Αυτή η τιμή ροπής αντιστοιχεί στην κρίσιμη ολίσθηση

όπου λm = Mk / Mn

Ο τύπος του Kloss χρησιμοποιείται για την επίλυση προβλημάτων που σχετίζονται με την ηλεκτρική κίνηση που εκτελείται χρησιμοποιώντας έναν επαγωγικό κινητήρα. Χρησιμοποιώντας τον τύπο Kloss, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα γράφημα των μηχανικών χαρακτηριστικών σύμφωνα με τα δεδομένα διαβατηρίου του κινητήρα επαγωγής. Για πρακτικούς υπολογισμούς, μόνο το σύμβολο συν θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στον τύπο κατά τον προσδιορισμό της κρίσιμης στιγμής πριν από τη ρίζα.

Ρύζι. 1.Ασύγχρονος κινητήρας: a — σχηματικό διάγραμμα, b — μηχανικό χαρακτηριστικό M = f (S) — φυσικό σε λειτουργίες κινητήρα και γεννήτριας, c — φυσικό μηχανικό χαρακτηριστικό n = f (M) σε λειτουργία κινητήρα, d — μηχανικά χαρακτηριστικά τεχνητού ρεοστάτη , e — μηχανικά χαρακτηριστικά για διαφορετικές τάσεις και συχνότητες.

Κινητήρας επαγωγής κλωβού σκίουρου

Όπως φαίνεται από το σχ. 1, μηχανικά χαρακτηριστικά ενός επαγωγικού κινητήρα που βρίσκεται στα τεταρτημόρια I και III. Το τμήμα της καμπύλης στο τεταρτημόριο I αντιστοιχεί σε μια θετική τιμή ολίσθησης και χαρακτηρίζει τον τρόπο λειτουργίας του ασύγχρονου κινητήρα και στο τεταρτημόριο III, τον τρόπο λειτουργίας της γεννήτριας. Η λειτουργία κινητήρα έχει μεγαλύτερο πρακτικό ενδιαφέρον.

Το γράφημα των μηχανικών χαρακτηριστικών της λειτουργίας κινητήρα περιέχει τρία χαρακτηριστικά σημεία: A, B, C και μπορεί να χωριστεί υπό όρους σε δύο τμήματα: OB και BC (Εικ. 1, c).

Το σημείο Α αντιστοιχεί στην ονομαστική ροπή του κινητήρα και προσδιορίζεται από τον τύπο Mn = 9,55•103•(Strn /nn)

Αυτή η στιγμή αντιστοιχεί ονομαστική ολίσθηση, το οποίο για κινητήρες με γενική βιομηχανική εφαρμογή έχει τιμή στην περιοχή από 1 έως 7%, δηλαδή Sn = 1 — 7%. Ταυτόχρονα, οι μικροί κινητήρες έχουν περισσότερη ολίσθηση και οι μεγάλοι λιγότερο.

Οι κινητήρες υψηλής ολίσθησης που προορίζονται για κρουστική φόρτιση έχουν Сn~15%. Αυτά περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, κινητήρες AC μονής σειράς.

Το σημείο C του χαρακτηριστικού αντιστοιχεί στην αρχική τιμή ροπής που εμφανίζεται στον άξονα του κινητήρα κατά την εκκίνηση. Αυτή η στιγμή Mp ονομάζεται αρχική ή εκκίνηση. Στην περίπτωση αυτή, η ολίσθηση είναι ίση με τη μονάδα και η ταχύτητα είναι μηδέν. Ροπή εκκίνησης είναι εύκολο να προσδιοριστεί από τα δεδομένα του πίνακα αναφοράς, ο οποίος δείχνει την αναλογία της ροπής εκκίνησης προς την ονομαστική Mp / Mn.

Το μέγεθος της ροπής εκκίνησης σε σταθερές τιμές τάσης και συχνότητας ρεύματος εξαρτάται από την ενεργή αντίσταση στο κύκλωμα του δρομέα. Σε αυτήν την περίπτωση, αρχικά καθώς αυξάνεται η ενεργή αντίσταση, αυξάνεται η τιμή της ροπής εκκίνησης, φτάνοντας στο μέγιστο όταν η ενεργή αντίσταση του κυκλώματος του ρότορα είναι ίση με τη συνολική επαγωγική αντίσταση του κινητήρα. Στη συνέχεια, καθώς αυξάνεται η ενεργή αντίσταση του ρότορα, η τιμή της αρχικής ροπής μειώνεται, τείνοντας στο μηδέν στο όριο.

Το σημείο C (Σχ. 1, β και γ) αντιστοιχεί σε μια μέγιστη ροπή που μπορεί να αναπτύξει τον κινητήρα σε όλο το εύρος στροφών από n = 0 έως n = ns... Αυτή η ροπή ονομάζεται κρίσιμη (ή ανατροπή) ροπή Mk . Η κρίσιμη στιγμή αντιστοιχεί επίσης στην κρίσιμη ολίσθηση Sk. Όσο μικρότερη είναι η τιμή της κρίσιμης ολίσθησης Sk, καθώς και η τιμή της ονομαστικής ολίσθησης Сn, τόσο μεγαλύτερη είναι η ακαμψία των μηχανικών χαρακτηριστικών.

Οι αρχικές και κρίσιμες στιγμές καθορίζονται από τις ονομαστικές. Σύμφωνα με το GOST για τις ηλεκτρικές μηχανές με κινητήρα κλωβού σκίουρου, πρέπει να πληρούται η προϋπόθεση Mn / Mn = 0,9 — 1,2, Mk / Mn = 1,65 — 2,5.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η τιμή της κρίσιμης ροπής δεν εξαρτάται από την ενεργή αντίσταση του κυκλώματος του δρομέα, ενώ η κρίσιμη ολίσθηση Сk είναι ευθέως ανάλογη με αυτήν την αντίσταση.Αυτό σημαίνει ότι με αύξηση της ενεργού αντίστασης του κυκλώματος του ρότορα, η τιμή της κρίσιμης στιγμής παραμένει αμετάβλητη, αλλά το μέγιστο της καμπύλης ροπής μετατοπίζεται σε αυξανόμενες τιμές ολίσθησης (Εικ. 1, δ).

Το μέγεθος της κρίσιμης ροπής είναι ευθέως ανάλογο με το τετράγωνο της τάσης που εφαρμόζεται στον στάτορα και αντιστρόφως ανάλογο με το τετράγωνο της συχνότητας των τάσεων και τη συχνότητα του ρεύματος στον στάτορα.

Εάν, για παράδειγμα, η τάση που παρέχεται στον κινητήρα είναι ίση με το 85% της ονομαστικής τιμής, τότε το μέγεθος της κρίσιμης ροπής θα είναι 0,852 = 0,7225 = 72,25% κρίσιμη ροπή στην ονομαστική τάση.

Το αντίθετο παρατηρείται κατά την αλλαγή της συχνότητας. Εάν, για παράδειγμα, σε έναν κινητήρα σχεδιασμένο να λειτουργεί με συχνότητα ρεύματος = 60 Hz, ρεύμα τροφοδοσίας με συχνότητα = 50 Hz, τότε η κρίσιμη στιγμή θα έρθει σε (60/50)2=1,44 φορές μεγαλύτερη από η επίσημη τιμή η συχνότητά του (Εικ. 1, ε).

Η κρίσιμη στιγμή χαρακτηρίζει τη στιγμιαία ικανότητα υπερφόρτωσης του κινητήρα, δηλαδή δείχνει ποια στιγμή (σε λίγα δευτερόλεπτα) υπερφόρτωσης μπορεί να αντέξει ο κινητήρας χωρίς επιβλαβείς συνέπειες.

Η τομή του μηχανικού χαρακτηριστικού από το μηδέν έως τη μέγιστη (κρίσιμη) τιμή (βλ. Εικ. 1, biv) ονομάζεται σταθερό τμήμα του χαρακτηριστικού, και το τμήμα BC (Εικ. 1, γ) - το ασταθές μέρος.

Αυτή η διαίρεση εξηγείται από το γεγονός ότι στο αυξανόμενο μέρος των χαρακτηριστικών OF με αυξανόμενη ολίσθηση, δηλ. καθώς μειώνεται η ταχύτητα, αυξάνεται η ροπή που αναπτύσσει ο κινητήρας.Αυτό σημαίνει ότι όσο αυξάνεται το φορτίο, δηλαδή όσο αυξάνεται η ροπή πέδησης, η ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα μειώνεται και η ροπή που αυξάνεται κατά αυτό αυξάνεται. Όταν το φορτίο μειώνεται, αντίθετα, η ταχύτητα αυξάνεται και η ροπή μειώνεται. Καθώς το φορτίο αλλάζει σε όλο το εύρος του σταθερού τμήματος του χαρακτηριστικού, η ταχύτητα περιστροφής και η ροπή του κινητήρα αλλάζουν.

Ο κινητήρας δεν μπορεί να αναπτύξει περισσότερο από την κρίσιμη ροπή και εάν η ροπή πέδησης είναι μεγαλύτερη, ο κινητήρας πρέπει αναπόφευκτα να σταματήσει. Ανατροπή κινητήρα συμβαίνει, όπως λένε.

Ένα μηχανικό χαρακτηριστικό σε σταθερά U και I και η απουσία πρόσθετης αντίστασης στο κύκλωμα του δρομέα ονομάζεται φυσικό χαρακτηριστικό (χαρακτηριστικό ενός κινητήρα επαγωγής σκίουρου με τυλιγμένο ρότορα χωρίς πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα του δρομέα). Τα τεχνητά ή ρεοστατικά χαρακτηριστικά ονομάζονται εκείνα που αντιστοιχούν στην πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα του δρομέα.

Όλες οι τιμές ροπής εκκίνησης είναι διαφορετικές και εξαρτώνται από την ενεργή αντίσταση του κυκλώματος του ρότορα. Οι ολισθητήρες διαφορετικών μεγεθών αντιστοιχούν στην ίδια ονομαστική ροπή Mn. Καθώς η αντίσταση του κυκλώματος του ρότορα αυξάνεται, η ολίσθηση αυξάνεται και επομένως η ταχύτητα του κινητήρα μειώνεται.

Λόγω της συμπερίληψης της ενεργού αντίστασης στο κύκλωμα του ρότορα, το μηχανικό χαρακτηριστικό στο σταθερό τμήμα τεντώνεται προς την κατεύθυνση της αυξανόμενης ολίσθησης, ανάλογα με την αντίσταση.Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα του κινητήρα αρχίζει να ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με το φορτίο του άξονα και το χαρακτηριστικό του σκληρού γίνεται μαλακό.