Презентация Механічні характеристики асинхронного двигуна онлайн

Содержание слайда: Тема:Електромагнітний момент і механічні характеристики. Механічні характеристики асинхронного двигуна при змінні напруги мережі і активного опору обмотки ротора.

Содержание слайда: План 1. Електромагнітний момент і механічні характеристики. 2. Механічні характеристики асинхронного двигуна при змінні напруги мережі і активного опору обмотки ротора.

Содержание слайда: Электромагнитный момент асинхронного двигателя создается взаимодействием тока в обмотке ротора с вращающимся магнитным полем. Электромагнитный момент М пропорционален электромагнитной мощности: М = Рэм /ω1 (1) где ω1 = 2 π n1 /60 = 2π f1 (2) - угловая синхронная скорость вращения.

Содержание слайда: Подставив в (1) значение электромагнитной мощности по, получим М = Рэ2/ (ω1 s) = m1 I ′ 22 r′2 /(ω1 s) (3) т. е. электромагнитный момент асинхронного двигателя пропорционален мощности электрических потерь в обмотке ротора.

Содержание слайда: Если значение тока ротора по выражению подставить в (3), то получим формулу электромагнитного момента асинхронной машины (Н м): М = (4)

Содержание слайда: Рассмотрим зависимость момента от скольжения M = f (s) при U1 = const, f1 = const и постоянных параметрах схемы замещения. Эту зависимость принято называть механической характеристикой асинхронной машины. Анализ выражения (4), представляющего собой аналитическое выражение механической характеристики M = f (s), показывает, что при значениях скольжения s = 0 и s = ∞ электромагнитный момент М = 0. Из этого следует, что механическая характеристика M = f (s) имеет максимум.

Содержание слайда: Для определения величины критического скольжения sкр, соответствующего максимальному моменту, необходимо взять первую производную от (4) и приравнять ее нулю: dM /ds = 0. В результате s (5)

Содержание слайда: Подставив значение критического скольжения (по 5) в выражение электромагнитного момента (4), после ряда преобразований получим выражение максимального момента (Н м):

Содержание слайда: Для асинхронных машин общего назначения активное сопротивление обмотки статора r1 намного меньше суммы индуктивных сопротивлений: r1 << (x1 +х'2). Поэтому, пренебрегая величиной r1, получим упрощенные выражения критического скольжения Sкр ≈ ± r/2 /(x1 +x/2) (7) и максимального момента (Н м) (8)

Содержание слайда:

Содержание слайда: Из М = следует, что электромагнитный момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения сети: M ≡ U12. Это в значительной степени отражается на эксплуатационных свойствах двигателя: даже небольшое снижение напряже­ния сети вызывает заметное уменьшение вращающего момента асинхронного двигателя. Например, при уменьшении напряжения на 10% относительно номинального (U1 = 0,9Uном) электромагнитный момент двигателя уменьшается на 19% : M/ =0,92 M, где М— момент при номинальном напряжении сети, а М/ — момент при пониженном напряжении.

Содержание слайда: Подставив в (4) скольжение s = 1, получим выражение пускового момента асинхронного двигателя (Н м): Мп = (9)

Содержание слайда:

Содержание слайда: Под действием этого момента начинается вращение ротора двигателя, при этом скольжение уменьшается, а вращающий момент возрастает в соответствии с характеристикой М = f (s). При критическом скольжении sкр момент достигает максимального значения Мmах. С дальнейшим нарастанием частоты вращения (уменьшением скольжения) момент М начинает убывать, пока не достигнет установившегося значения, равного сумме противодействующих моментов, приложенных к ротору двигателя: момента х.х. M0 и полезного нагрузочного момента (момента на валу двигателя) М2, т. е. М = М0 + M2 = Mст (10)

Содержание слайда: Работа асинхронного двигателя становится неустойчивой при скольжениях s ≥ sкр. Так, если электромагнитный момент двигателя М = Мmах, а скольжение s = sкp, то даже незначительное увеличение нагрузочного момента М2, вызвав увеличение скольжения s, приведет к уменьшению электромагнитного момента М. За этим следует дальнейшее увеличение скольжения и т. д., пока скольжение не достигнет значения s = 1, т. е. пока ротор двигателя не остановится.

Содержание слайда: Таким образом, при достижении электромагнитным моментом максимального значения наступает предел устойчивой работы асинхронного двигателя. Следовательно, для устойчивой работы двигателя необходимо, чтобы сумма нагрузочных моментов действующих на ротор, была меньше максимального момента Мст = (М0 + М2) < Мmах.

Содержание слайда: Но чтобы работа асинхронного двигателя была надежной и чтобы случайные кратковременные нагрузки не вызывали остановок двигателя, необходимо, чтобы он обладал перегрузочной способностью. Перегрузочная способность двигателя λ определяется отношением максимального момента Мmax к номинальному Мном. Для асинхронных двигателей общего назначения перегрузочная способность составляет λ = Mmax /Mном = 1,7 ÷ 2,5.

Содержание слайда: Из (4), (6) и (9) видно, что электромагнитный момент асинхронного двигателя, а также его максимальное и пусковое значения пропорциональны квадрату напряжения, подводимого к обмотке статора: М ≡ U21. В то же время анализ выражения (5) показывает, что значение критического скольжения не зависит от напряжения U1.

Содержание слайда: Это дает нам возможность построить механические характеристики М = f(s) дли разных значений напряжении U1 , из которых следует, что колебания напряжения сети U1 относительно его номинального значения U1ном, сопровождаются не только изменениями максимального и пускового моментов, но и изменениями частоты вращении ротора. С уменьшением напряжения сети частота вращения ротора снижается (скольжение увеличивается).

Содержание слайда:

Содержание слайда: Как следует из (6), значение максимального момента двигателя не зависит от активного сопротивления ротора r/2 . Что же касается критического скольжения sкр, то, как это видно из (5) оно пропорционально сопротивлению r2'. Таким образом, если и асинхронном двигателе постепенно увеличивать активное сопротивление цепи ротора, то значение максимального момента будет оставаться неизменным, а критическое скольжение будет увеличиваться. При этом пусковой момент двигателя Мп возрастает с увеличением сопротивления r2' до некоторого значении. На рисунке это соответствует сопротивлению г2'ш, при котором пусковой момент равен максимальному. При дальнейшем увеличении сопротивления r2' пусковой момент уменьшается.

Содержание слайда: Анализ графиков М = f(s) , также показывает, что изменения сопротивления ротора r2' сопровождаются изменениями частоты вращения: с увеличением r2' при неизменном нагрузочном моменте Мст скольжение увеличивается, т.е. частота вращения уменьшается (точки 1, 2, 3 и 4).

Содержание слайда: Рис. 13.6. Влияние активного сопротивления обмотки ротора на механическую характеристику асинхронного двигателя

Содержание слайда: Рассмотренные зависимости M = f(U1) и М = f(r2') имеют также большое практическое значение при рассмотрении вопросов пуска и регулирования частоты вращения асинхронных двигателей