Характеристики електродвигуна

Механічна характеристика двигуна – це залежність частоти обертання ротора від корисного обертального моменту, що розвивається двигуном при незмінних параметрах (напруга, частота струму) мережі живлення – n=f(M).

Корисний обертальний момент завжди менше електромагнітного моменту електродвигуна на величину , пропорційну втратам потужності у двигуні. При роботі двигуна під навантаженням малий порівняно з електромагнітним корисним обертальним моментом і може бути прийнятий за нуль ( часто включають в значення моменту опору робочої машини). Тому під механічною характеристикою електродвигуна часто розуміють залежність частоти обертання ротора від електромагнітного моменту двигуна.

Оскільки більшу частину парку електродвигунів у промисловості становлять асинхронні електродвигуни з коротко замкнутим ротором, розглянемо порядок розрахунку та побудови графіка залежності вибраного в попередньому завданні асинхронного двигуна.

Механічна характеристика асинхронного двигуна описана формулою Клосса:

Але в даному вигляді вона дає достовірні дані лише на проміжку . Тому для оцінки роботи двигуна в період розгону в формулу Клосса введемо допоміжний коефіцієнт

,

де - коефіцієнт, пропорційний відношенню опорів обмоток статора та ротора двигуна.

Після цього формула Клосса набуде вигляду:

.

Отже, вибраний двигун має чотири полюси (на це вказує цифра 4 в марці двигуна – 4А100L4У3), тобто дві пари полюсів – Р=2. Тому синхронна частота обертання, об/хв., (частота обертання магнітного поля його статора) при частоті змінного струму f=50 Гц дорівнює

.

Номінальний та критичний (максимальний) моменти двигуна, Н·м,

М_н= 26,7; М_max=64,1.

Номінальне та критичне ковзання двигуна:

;

,

де – допоміжний коефіцієнт.

Критична частота обертання ротора двигуна, об/хв., при якому він розвиває максимальний момент,

.

Коефіцієнт k у формулі Клосса:

k=2·3,3951·0,3935=2,672,

де .

Для побудови механічної характеристики двигуна в діапазоні частоти обертання з кроком (з метою підвищення точності побудови в інтервалі крок приймають ) задаються частотою обертання ротора і розраховують відповідні значення ковзання:

.

Потім за перетвореною формулою Клосса визначають момент двигуна при відповідних значеннях n_і і S_і. З метою перевірки доцільно визначити за вказаною формулою момент двигуна в точках n_і = n_н і n_і = n_к.

Результати розрахунків n, S і М зводять до таблиці і на міліметровому папері в координатах n від М будують графік механічної характеристики двигуна (рисунок).

	, об/хв	Sі	М, Н·м
			53,413
0,1		0,9	55,495
0,2		0,8	57,626
0,3		0,7	59,739
0,4		0,6	61,714
0,5		0,5	63,319
0,6		0,4	64,096
nк	909,75	0,3935	64,100
0,7		0,3	63,100
0,8		0,2	58,176
0,9		0,1	43,648
0,92		0,08	38,424
0,94		0,06	31,917
nн		0,0467	26,685
0,96		0,04	23,747
0,98		0,02	13,371
1,0

Як видно з розрахунків, отримані значення моментів у характерних точках повністю відповідають моментам, визначеним в попередньому завданні за формулами, відомими з прикладної механіки. Тому для перевірки роботи двигуна в різних режимах можна скористатися графіком механічної характеристики. Нанесемо на побудований графік точки моментів пуску та максимального навантаження. Як видно з рисунка точки вказаних моментів знаходяться в площині механічної характеристики двигуна. Отже, вибраний двигун відповідає умовам успішного пуску та нормальній роботі за максимального навантаження. За механічною характеристикою також можна перевірити вибраний двигун на допустиме зниження частоти обертання вала за максимального навантаження. З рисунка визначаємо, що у вказаному режимі частота обертання ротора становить об/хв. Згідно із завданням частота обертання вала приводу повинна дорівнювати .

Максимальне відхилення частоти обертання вала становить, %:

.

Завдання №3

Розрахунок і вибір лінії живлення,

апаратури керування і захисту електродвигуна