Статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад.

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

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru

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.

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru

При этом параметры Г-образной схемы изменяются согласно соотношениям:

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.224)

где

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (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.

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru

В соответствии с рис.3.55 определяем приведенный ток фазы ротора

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.226)

где статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.227)

Хк – индуктивное сопротивление короткого замыкания АД.

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (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 wо :

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.229)

следовательно, электромагнитный момент АД

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (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

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.231)

откуда статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.232)

где sк – критическое скольжение АД.

Можно приведенный ток ротора статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru , соответствующий sк :

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.233)

Электромагнитная мощность Рэм, к , соответствующая sк :

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.234)

Соответственно критический (максимальный) электромагнитный момент АД:

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.235)

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

Анализ (3.235) показывает, что:

1) критический момент пропорционален квадрату напряжения,

2) критический момент не зависит от активного сопротивления в цепи ротора,

3) критический момент в генераторном режиме по абсолютной величине больше критического момента в двигательном режиме,

4) с увеличением R1 и Хк критический момент уменьшается.

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

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.236)

где статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.237) статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru Обычно критический момент выражают в долях от номинального для двигательного режима

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (2.238)

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.239)

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.240)

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

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.241)

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru

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=n­ном,m=1) – номинальный режим,

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

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

5) точка F(n=nк,г,m=lт,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:

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.242)

где sкстатические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.243)

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.244)

Механическая характеристика (3.242) симметрична, относительна относительно точки (0,1). Если учесть, что

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru , (3.245)

где nк – относительная критическая скорость для двигательного режима, то (3.242) можно записать в виде

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.246)

Теперь можно определить жесткость безразмерной механической характеристики (3.246):

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.247)

Из (3.247) видно, что при n>nк механическая характеристика имеет отрицательную жесткость, а при n<nк жесткость механической характеристики становится положительной. Кроме того, на интервале скоростей

nк,д<n<nк,г

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru (3.248)

Этот участок механической характеристики близок к линейному.

Асинхронный двигатель характеризуется также полной механической мощностью

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru ,

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru

статические характеристики ад. механическая хар-ка и полная механическая мощность ад. - student2.ru ,

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

Наши рекомендации