Mehanske lastnosti indukcijskega motorja pri različnih načinih, napetostih in frekvencah

Mehanske lastnosti indukcijskih motorjev lahko izrazimo kot n = f (M) ali n=e(I). Vendar pa so mehanske značilnosti asinhronih motorjev pogosto izražene v obliki odvisnosti M = f(S), kjer je C - drsna, S = (nc-n) / nc, kjer je ns - sinhrona hitrost.

V praksi se za grafično konstrukcijo mehanskih karakteristik uporablja poenostavljena formula, imenovana Klossova formula:

tukaj: Mk — kritična (največja) vrednost navora. Ta trenutna vrednost ustreza kritičnemu zdrsu

kjer je λm = Mk / Mn

Klossova formula se uporablja za reševanje problemov, povezanih z električnim pogonom, ki se izvaja z indukcijskim motorjem. S formulo Kloss lahko zgradite graf mehanskih značilnosti glede na podatke o potnem listu indukcijskega motorja. Za praktične izračune je treba pri določanju kritičnega trenutka pred korenom v formuli upoštevati samo znak plus.

riž. 1.Asinhroni motor: a - shematski diagram, b - mehanska karakteristika M = f (S) - naravna v motornem in generatorskem načinu, c - naravna mehanska karakteristika n = f (M) v motornem načinu, d - mehanske značilnosti umetnega reostata , e — mehanske lastnosti za različne napetosti in frekvence.

Indukcijski motor s kletko

Kot je razvidno iz sl. 1, mehanske značilnosti indukcijskega motorja, ki se nahaja v I in III kvadrantu. Del krivulje v I kvadrantu ustreza pozitivni vrednosti zdrsa in označuje način delovanja asinhronega motorja, v III kvadrantu pa generatorski način. Način motorja je najbolj praktičen.

Graf mehanskih značilnosti motornega načina vsebuje tri značilne točke: A, B, C in jih je mogoče pogojno razdeliti na dva dela: OB in BC (slika 1, c).

Točka A ustreza nazivnemu navoru motorja in je določena s formulo Mn = 9,55•103•(Strn /nn)

Ta trenutek ustreza nominalni zdrs, ki ima za motorje s splošno industrijsko uporabo vrednost v območju od 1 do 7%, to je Sn = 1 - 7%. Hkrati imajo majhni motorji večji zdrs, veliki pa manj.

Motorji z visokim zdrsom, namenjeni udarnim obremenitvam, imajo Сn~15%. Sem sodijo na primer enoserijski izmenični motorji.

Točka C karakteristike ustreza začetni vrednosti navora, ki se pojavi na gredi motorja ob zagonu. Ta trenutek Mp se imenuje začetni ali začetni. V tem primeru je zdrs enak enoti, hitrost pa nič. Začetni navor je enostavno določiti iz podatkov referenčne tabele, ki prikazuje razmerje med začetnim navorom in nazivnim Mp / Mn.

Velikost začetnega navora pri konstantnih vrednostih napetosti in tokovne frekvence je odvisna od aktivnega upora v tokokrogu rotorja. V tem primeru se na začetku, ko se aktivni upor poveča, vrednost začetnega navora poveča in doseže svoj maksimum, ko je aktivni upor vezja rotorja enak celotnemu induktivnemu uporu motorja. Kasneje, ko se aktivni upor rotorja poveča, se vrednost začetnega navora zmanjša in se na meji nagiba k ničli.

Točka C (slika 1, b in c) ustreza največjemu momentu, ki ga lahko razvije motor v celotnem območju vrtljajev od n = 0 do n = ns... Ta trenutek se imenuje kritični (ali prevrnitveni) moment Mk . Kritični moment ustreza tudi kritičnemu zdrsu Sk. Manjša kot je vrednost kritičnega zdrsa Sk, kot tudi vrednost nazivnega zdrsa Сn, večja je togost mehanskih karakteristik.

Začetni in kritični trenutki so določeni z nominalnimi. V skladu z GOST za električne stroje z motorjem s kletko mora biti izpolnjen pogoj Mn / Mn = 0,9 — 1,2, Mk / Mn = 1,65 — 2,5.

Upoštevati je treba, da vrednost kritičnega momenta ni odvisna od aktivnega upora rotorskega kroga, medtem ko je kritični zdrs Сk neposredno sorazmeren s tem uporom.To pomeni, da s povečanjem aktivnega upora vezja rotorja vrednost kritičnega momenta ostane nespremenjena, vendar se največja krivulja navora premakne na naraščajoče vrednosti zdrsa (slika 1, d).

Velikost kritičnega navora je premo sorazmerna s kvadratom napetosti, ki deluje na stator, in obratno sorazmerna s kvadratom frekvence napetosti in frekvence toka v statorju.

Če je na primer napetost, ki se dovaja motorju, enaka 85 % nazivne vrednosti, bo velikost kritičnega navora 0,852 = 0,7225 = 72,25 % kritičnega navora pri nazivni napetosti.

Nasprotno opazimo pri spreminjanju frekvence. Če na primer za motor, zasnovan za delovanje s trenutno frekvenco = 60 Hz, napajalni tok s frekvenco = 50 Hz, potem bo kritični trenutek (60/50)2 = 1,44-krat večji od uradna vrednost njegove frekvence (slika 1, e).

Kritični moment označuje trenutno preobremenitveno zmogljivost motorja, to pomeni, da kaže, kateri trenutek (v nekaj sekundah) preobremenitve je motor sposoben prenesti brez škodljivih posledic.

Odsek mehanske karakteristike od nič do največje (kritične) vrednosti (glej sliko 1, biv) se imenuje stabilen del karakteristike, odsek BC (slika 1, c) - nestabilen del.

Ta delitev je razložena z dejstvom, da na naraščajočem delu značilnosti OF z naraščajočim zdrsom, tj. ko se hitrost zmanjša, se poveča navor, ki ga razvije motor.To pomeni, da se z večanjem obremenitve, torej z večanjem zavornega momenta, vrtilna hitrost motorja zmanjšuje, z njo povečan navor pa se povečuje. Ko se obremenitev zmanjša, se nasprotno hitrost poveča in navor zmanjša. Ko se obremenitev spreminja v celotnem območju stabilnega dela karakteristike, se spreminjata vrtilna hitrost in navor motorja.

Motor ne more razviti več kot kritični navor, in če je zavorni navor večji, se mora motor neizogibno ustaviti. Prevračanje motorja se zgodi, kot pravijo.

Mehansko karakteristiko pri konstantnih U in I ter odsotnosti dodatnega upora v tokokrogu rotorja imenujemo naravna karakteristika (karakteristika indukcijskega motorja z veverico z navitim rotorjem brez dodatnega upora v tokokrogu rotorja). Umetne ali reostatske značilnosti se imenujejo tiste, ki ustrezajo dodatnemu uporu v tokokrogu rotorja.

Vse vrednosti začetnega navora so različne in so odvisne od aktivnega upora vezja rotorja. Drsniki različnih velikosti ustrezajo istemu nazivnemu navoru Mn. Ko se upor rotorskega tokokroga poveča, se zdrs poveča in zato se hitrost motorja zmanjša.

Zaradi vključitve aktivnega upora v tokokrog rotorja se mehanska karakteristika v stabilnem delu raztegne v smeri naraščajočega zdrsa, sorazmerno z uporom.To pomeni, da se začne hitrost motorja močno spreminjati glede na obremenitev gredi in trda lastnost postane mehka.