Asinchroninio variklio mechaninės charakteristikos esant įvairiems režimams, įtampai ir dažniams

Indukcinių variklių mechaninės charakteristikos gali būti išreikštos n = f (M) arba n=e (I). Tačiau asinchroninių variklių mechaninės charakteristikos dažnai išreiškiamos priklausomybės forma M = f(S), kur C – slydimas, S = (nc-n) / nc, kur ns – sinchroninis greitis.

Praktiškai mechaninių charakteristikų grafinei konstrukcijai naudojama supaprastinta formulė, vadinama Kloso formule:

čia: Mk — kritinė (maksimali) sukimo momento vertė. Ši momento reikšmė atitinka kritinį slydimą

kur λm = Mk / Mn

Kloso formulė naudojama sprendžiant problemas, susijusias su elektrine pavara, atliekama naudojant asinchroninį variklį. Naudodami Kloso formulę galite sudaryti mechaninių charakteristikų grafiką pagal asinchroninio variklio paso duomenis. Praktiniams skaičiavimams formulėje, nustatant kritinį momentą prieš šaknį, reikia atsižvelgti tik į pliuso ženklą.

Ryžiai. 1.Asinchroninis variklis: a – schema, b – mechaninė charakteristika M = f (S) – natūrali variklio ir generatoriaus režimuose, c – natūrali mechaninė charakteristika n = f (M) variklio režimu, d – dirbtinio reostato mechaninės charakteristikos, e — įvairių įtampų ir dažnių mechaninės charakteristikos.

Voverės narvelio indukcinis variklis

Kaip matyti iš fig. 1, asinchroninio variklio, esančio I ir III kvadrantuose, mechaninės charakteristikos. Kreivės dalis I kvadrante atitinka teigiamą slydimo reikšmę ir apibūdina asinchroninio variklio darbo režimą, o III kvadrante – generatoriaus režimą. Variklio režimas kelia didžiausią praktinį susidomėjimą.

Variklio režimo mechaninių charakteristikų grafike yra trys būdingi taškai: A, B, C ir sąlyginai gali būti suskirstyti į dvi dalis: OB ir BC (1 pav., c).

Taškas A atitinka vardinį variklio sukimo momentą ir nustatomas pagal formulę Mn = 9,55•103•(Strn /nn)

Šis momentas atitinka vardinis slydimas, kurios variklių, skirtų bendrai pramonei, reikšmė yra nuo 1 iki 7%, t. y. Sn = 1–7%. Tuo pačiu metu maži varikliai turi daugiau slydimo, o dideli – mažiau.

Didelio slydimo varikliai, skirti smūginei apkrovai, turi Сn~15%. Tai apima, pavyzdžiui, vienos serijos kintamosios srovės variklius.

Charakteristikos taškas C atitinka pradinę variklio veleno sukimo momento vertę paleidžiant. Šis momentas Mp vadinamas pradiniu arba pradiniu. Šiuo atveju slydimas lygus vienetui, o greitis lygus nuliui. Pradinis sukimo momentas Tai lengva nustatyti iš etaloninės lentelės duomenų, kurie rodo paleidimo momento ir vardinio Mp / Mn santykį.

Pradinio sukimo momento dydis esant pastovioms įtampos ir srovės dažnio vertėms priklauso nuo aktyvios varžos rotoriaus grandinėje. Tokiu atveju iš pradžių, didėjant aktyviajai varžai, paleidimo momento reikšmė didėja, pasiekdama maksimumą, kai rotoriaus grandinės aktyvioji varža yra lygi bendrai variklio indukcinei varžai. Vėliau, didėjant aktyviajam rotoriaus pasipriešinimui, pradinio sukimo momento vertė mažėja, linkusi į nulį riboje.

Taškas C (1 pav., b ir c) atitinka maksimalų momentą, kuris gali išvystyti variklį visame apsisukimų diapazone nuo n = 0 iki n = ns... Šis momentas vadinamas kritiniu (arba apsivertimo) momentu Mk . Kritinis momentas taip pat atitinka kritinį slydimą Sk. Kuo mažesnė kritinio slydimo Sk reikšmė, taip pat vardinio slydimo Сn reikšmė, tuo didesnis mechaninių charakteristikų standumas.

Pradinius ir kritinius momentus lemia vardiniai. Pagal GOST, skirtą elektrinėms mašinoms su voverės narveliais, turi būti įvykdyta sąlyga Mn / Mn = 0,9 - 1,2, Mk / Mn = 1,65 - 2,5.

Pažymėtina, kad kritinio momento reikšmė nepriklauso nuo rotoriaus grandinės aktyviosios varžos, o kritinis slydimas Сk yra tiesiogiai proporcingas šiai varžai.Tai reiškia, kad padidėjus rotoriaus grandinės aktyviajai varžai, kritinio momento reikšmė išlieka nepakitusi, tačiau sukimo momento kreivės maksimumas pasislenka į didėjančias slydimo vertes (1 pav., d).

Kritinio sukimo momento dydis yra tiesiogiai proporcingas statoriaus įtampos kvadratui ir atvirkščiai proporcingas statoriaus įtampų dažnio ir srovės dažnio kvadratui.

Jei, pavyzdžiui, varikliui tiekiama įtampa yra lygi 85% vardinės vertės, tada kritinio sukimo momento dydis bus 0,852 = 0,7225 = 72,25% kritinio sukimo momento esant vardinei įtampai.

Keičiant dažnį pastebima priešingai. Jei, pavyzdžiui, varikliui, suprojektuotam veikti, kai srovės dažnis yra = 60 Hz, tiekimo srovė, kurios dažnis yra = 50 Hz, tada kritinis momentas įeis esant (60/50)2 = 1,44 karto didesnis nei oficialioji reikšmė jo dažnis (1 pav., e).

Kritinis momentas apibūdina momentinę variklio perkrovos galią, tai yra parodo, kokį perkrovos momentą (per kelias sekundes) variklis gali atlaikyti be jokių žalingų pasekmių.

Mechaninės charakteristikos atkarpa nuo nulio iki didžiausios (kritinės) reikšmės (žr. 1 pav., biv) vadinama stabilia charakteristikos dalimi, o atkarpa BC (1 pav., c) — nestabilia dalimi.

Toks skirstymas paaiškinamas tuo, kad ant didėjančios dalies OF charakteristikų didėjant slydimui, t.y. mažėjant greičiui didėja variklio sukuriamas sukimo momentas.Tai reiškia, kad didėjant apkrovai, tai yra, didėjant stabdymo momentui, variklio sukimosi greitis mažėja, o jo padidintas sukimo momentas didėja. Sumažėjus apkrovai, atvirkščiai, greitis didėja, o sukimo momentas mažėja. Kai apkrova kinta visame charakteristikų stabilios dalies diapazone, keičiasi variklio sukimosi greitis ir sukimo momentas.

Variklis negali sukurti daugiau nei kritinis sukimo momentas, o jei stabdymo momentas yra didesnis, variklis neišvengiamai turi sustoti. Variklis apsiverčia, kaip sakoma.

Mechaninė charakteristika esant pastoviam U ir I ir papildomo pasipriešinimo nebuvimas rotoriaus grandinėje vadinama natūralia charakteristika (būdinga voverės narvelio asinchroniniam varikliui su apvyniotu rotoriumi be papildomo pasipriešinimo rotoriaus grandinėje). Dirbtinės arba reostatinės charakteristikos vadinamos tomis, kurios atitinka papildomą pasipriešinimą rotoriaus grandinėje.

Visos paleidimo sukimo momento vertės yra skirtingos ir priklauso nuo aktyviosios rotoriaus grandinės varžos. Skirtingų dydžių slankikliai atitinka tą patį vardinį sukimo momentą Mn. Didėjant rotoriaus grandinės varžai, didėja slydimas, todėl variklio greitis mažėja.

Dėl aktyvaus pasipriešinimo įtraukimo į rotoriaus grandinę mechaninė charakteristika stabilioje dalyje ištempiama didėjančio slydimo kryptimi, proporcingai varžai.Tai reiškia, kad variklio greitis pradeda labai skirtis priklausomai nuo veleno apkrovos ir kietumo charakteristika tampa minkšta.