Естественная характеристика

Естественные механическая и электромеханическая характеристики снимаются при номинальных параметрах электродвигателя, располагаются в первом квадранте. Механическая характеристика от точки ХХ до точки максимального момента имеет вид убывающей прямой, а от точки максимального момента до точки КЗ она представляет собой убывающую кривую. Характеристика имеет 4 основные точки: точку ХХ, рабочую точку, точку критического момента, точку КЗ. Естественная электромеханическая характеристика, в отличие от естественной механической характеристики, представляет собой убывающую кривую. Характеристика имеет три основные рабочие точки: точку ХХ, точку КЗ и рабочую точку.

Точка ХХ - точка пересечения естественной характеристики и оси , угловая скорость в этой точке максимальна, а ток и момент равены нулю. Рабочая точка – точка, имеющая номинальный и ток. Точка критического момента – точка, в которой момент развиваемый двигателем максимален. Точка КЗ – точка, в которой =0, а ток максимален.

Электромеханическая характеристика описывается как:

Механическая характеристика строится по следующей зависимости:

2. При изменении напряжения сети критическое скольжение одинаково, а критический момент уменьшается пропорционально квадрату напряжения. Все характеристики выходят из одной точки ω₀ (скорость идеального х.х.). Диапазон регулирования Δ от 1 до 1.2. Плавность регулирования φ_пл=1.02.

Критическое скольжение и критический момент определим по формуле:

Скорость холостого хода определим по формуле:

3. Рекуперативное торможение. Рекуперативное торможение возможно при скорости выше синхронной, при этом двигатель отдает электрическую энергию в сеть, потребляя при этом реактивную мощность для возбуждения. Участки характеристики располагаются во втором квадранте, а для отрицательного - четвертый квадрант. Рекуперативное торможение является наиболее экономичным видом торможения АД. Момент критический в генераторном режиме больше момента критического в двигательном режиме, за счет того, что в двигательном режиме момент потерь вычитается, а в генераторном он приплюсовывается.

Ломакин Анатолий гр. 5А0С1

1. Естественная механическая характеристика

Естественные механическая и электромеханическая характеристики снимаются при номинальных параметрах двигателя. Представляют собой нелинейную зависимость. Характерные точки электромеханической характеристики:

а) S=0; ω=ω₀; I₂`=0; I₁=I₀ – это точка идеального холостого хода;

б) S=1; ω=0; I₁=I_кз`=Iп – это точка короткого замыкания;

в) S=-R₂`/R<sub>1</sub>; ω=ω<sub>0</sub>(1-S<sub>1</sub>); I`₂=Imax=Uф/X_k – это точка максимального значения тока ротора, лежащая в области отрицательных скольжений;

г) S→±∞; ω→∞; I₂`→I_∞=Uф/√(R1² +X²_k) – это асимптотическое значение тока ротора при бесконечно большом увеличении скольжения и скорости.

Характерные точки механической характеристики:

а) S=0; ω=ω₀; M=0 – это точка идеального холостого хода;

б) S=1; ω=0; M=M_кз=М_п – это точка короткого замыкания;

в) S=Sкл; M=M_кд; S=-S_k2; M=-M_k2 – это точки экстремума;

г) S→±∞; ω→∞; M→0 – это асимптота механической характеристики, которой является ось скорости.

Механическую характеристику можно разделить на два участка

1-й участок – практически линейный (от ω₀ до скорости при М_к)

2-й участок – нелинейный (от скорости при М_к до скорости ω→-∞)

Электромеханическая характеристика описывается как:

Механическая характеристика строится по следующей зависимости:

2. Регулирование частоты вращения изменением сопротивления ротора

Ток в роторной цепи снижается по мере увеличения сопротивления, что вызывает уменьшение электромагнитного момента. При снижении момента до величины, меньшей чем статический момент сопротивления на валу, М < Мс происходит уменьшение частоты вращения двигателя меньше первоначальной, т. е. увеличение скольжения s. В свою очередь это вызовет увеличение э. д. с. ротора, а значит, возрастут ток ротора и электромагнитный момент двигателя Когда момент возрастет до М = Мс, изменение частоты вращения закончится и асинхронный двигатель станет работать в установившемся режиме с новой частотой. При этом важно заметить,что изменение в широких пределах частоты вращения двигателя при данном способе регулирования не повлечет за собой изменения максимального (критического) момента . Таким образом, перегрузочная способность двигателя при регулировании не снижается.

С увеличением критический момент и скорость холостого хода остаются неизменными, а скольжение увеличивается.

Формулы для нахождения критического момента, критического скольжения и скорости холостого хода:

3. Динамическое торможение

Динамическое торможение. Характеристика располагается во втором квадранте и имеет нелинейный убывающий характер. Динамическое торможение можно получить, если при вращении ротора отключить статор от фазной цепи и подать на него постоянный ток. Образуется неподвижное поле статора, оно будет наводить в обмотках вращающегося ротора ЭДС, которая в свою очередь вызовет ток в роторе. Взаимодействие неподвижного потока статора с током ротора создает тормозной момент. Двигатель будет тормозиться, и при полной остановки упадет до нуля ЭДС, ток ротора и тормозной момент.