МЕХАНИЧЕСКИЕИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ.

Статические свойства АД изучаются на основе эквивалентной схемы рис.3.53. Эта эквивалентная схема справедлива для любой фазы симметричного многофазного АД.

Для удобства расчетов эквивалентную Т-образную схему рис.3.53 преобразуют в эквивалентную Г-образную схему с вынесенным на зажимы источника питания намагничивающим контуром (без учета потерь в стали) – рис.3.54.

При этом параметры Г-образной схемы изменяются согласно соотношениям:

(3.224) где               (3.225)

В теории электропривода при питании АД от сети с неизменной частотой в большинстве случаев используют упрощенную Г-образную схему, принимая s₁ =1, т. е. корректировку параметров не производят. С целью выяснения основных свойств и характеристик АД мы принимаем это допущение. В результате получаем эквивалентную схему, приведенную на рис.3.55.

В соответствии с рис.3.55 определяем приведенный ток фазы ротора

             (3.226)

где                           (3.227)

Х_к – индуктивное сопротивление короткого замыкания АД.

                     (3.228)

В то же время электромагнитная мощность, передаваемая через воздушный зазор АД, может быть выражена через произведение электромагнитного момента М и синхронной угловой скорости w_о :

                                  (3.229)

следовательно, электромагнитный момент АД (3.230)

является сложной функцией скольжения s.

Максимум электромагнитной мощности, передаваемой в АД, будет тогда, когда “внутреннее сопротивление источника” Z₁ будет равно сопротивлению “нагрузки” Z₂ (см. рис.3.55), т. е. Z₁ =Z₂ или

                       (3.231) откуда    (3.232)

где s_к – критическое скольжение АД.

Можно приведенный ток ротора , соответствующий s_к :

                    (3.233)

Электромагнитная мощность Р_{эм, к} , соответствующая s_к :

                          (3.234)

Соответственно критический (максимальный) электромагнитный момент АД:

                                 (3.235)

В (3.232) - (3.235) знак плюс относится к двигательному режиму, а знак минус – к генераторному при w>w_о .

Взяв отношение (3.230) к (3.235), можно получить формулу Клосса:

(3.236) где    (3.237)       Обычно критический момент выражают в долях от номинального для двигательного режима                              (2.238)

Введя безразмерную величину электромагнитного момента  (3.239)

и относительную скорость        (3.240)

получим выражение механической характеристики АД в безразмерных величинах (рис.3.56):                          (3.241)

для двигательного режима 0£n£1,

для генераторного рекуперативного режима 1<n<¥?

для режима противовключения -¥<n<0

На механической характеристике рис.3.56 можно отметить характерные точки:

1) точка А(n=1,m=0) – режим идеального холостого хода, или синхронной скорости,

2) точка В(n=n­_ном,m=1) – номинальный режим,

3) точка С(n=n_к,д,m=l_м) – режим критической скорости в двигательном режиме,

4) точка D(n=0,m=l_п) – режим пуска АД,

5) точка F(n=n_к,г,m=l_т,г) – режим критического генераторного момента.

Для электродвигателей большой мощности можно принять R₁=0, тогда a=0 и из (3.241) получаем упрощенную формулу механической характеристики АД в безразмерных величинах: (3.242) где      s_к=± (3.243)

                                     (3.244)

Асинхронный двигатель характеризуется также полной механической мощностью

,

которая достигает максимума

при скольжении ,

которое меньше критического скольжения s_к. Величина P_мх,max уменьшается с увеличением критического скольжения. Можно видеть, что в точках идеального холостого хода (0,w₀) и пускового момента (M_п,0) полная механическая мощность равна нулю.