2. Механическая характеристика асинхронного двигателя
Асинхронные машины являются машинами переменного тока. В основном они применяются в качестве двигателей. Асинхронные двигатели составляют 80 % всего парка электродвигателей. Такое широкое распространение они получили из-за простоты конструкции и хороших эксплуатационных характеристик. Эти двигатели надежны в работе и требуют минимального технического обслуживания. Различают несколько вариантов асинхронных двигателей: трехфазные, двухфазные, однофазные и линейные. Выпускают асинхронные двигатели в широком диапазоне мощностей - от нескольких ватт до нескольких мегаватт.
Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения вала от механического момента на валу n=f (M2). Зависимость п=f (М2) показана на рис.1. Механическая характеристика является достаточно жесткой в рабочей области, где момент изменяется от 0 до Mном. Для значений момента, превышающих Mном, механическая характеристика является более крутой, а при значениях Mmax>М двигатель останавливается,, по обмотке статора протекают большие токи, которые вызывают перегрев двигателя. Если двигатель не отключается от сети, это приводит к выходу из строя обмотки статора. В серийных асинхронных двигателях при номинальной нагрузке скольжение изменяется в диапазоне 0,02...0,06. Обычно меньшая граница соответствует более мощным асинхронным двигателям.
При увеличении сопротивления ротора (в двигателе с фазным ротором сопротивление ротора можно регулировать, подключая к нему реостат) зависимость становится более крутой (менее жесткой) (рис.2). Из характеристик видно, что при увеличении сопротивления ротора R2, частота вращения ротора уменьшается (n”2<n’2<n2), а пусковой момент увеличивается (М”2 пуск >М’2пуск >М2пуск).
Рис.1. Механическая характеристика асинхронного двигателя
Рис.2. Влияние сопротивления ротора на механическую характеристику
|
Соотношение токов и напряжений, cosφ, мощность, энергия | |||||||||
|
Величина |
Формула |
Обозначение и единица измерения | |||||||
|
Закон Ома для цепи переменного тока с реактивным сопротивлением |
U = I·Z I = U / Z |
| |||||||
|
Соотношение токов и напряжений в трехфазной системе: соединение в звезду |
Iл = Iф Uл = √3·Uф |
| |||||||
|
Соотношение токов и напряжений в трехфазной системе: соединение в треугольник |
Iл = √3·Iф Uл = Uф | ||||||||
|
Распределение тока в двух параллельных ветвях цепи переменного тока |
|
| |||||||
|
Коэффициент мощности |
|
| |||||||
|
Мощность в цепи постоянного тока |
P = UI P = I2R P = U2 / R |
| |||||||
|
Мощность в цепи переменного тока: однофазного |
P = UIcosφ Q = UIsinφ
|
| |||||||
|
Мощность в цепи переменного тока: трехфазного [независимо от схемы соединения (звезда или треугольник) для симметричной трехфазной цепи] |
P = 3UфIфcosφ = √3UлIлcosφ Q = 3UфIфsinφ = √3UлIлsinφ S = 3UфIф = √3UлIл | ||||||||
|
Мощность в цепи переменного тока: трехфазного [независимо от схемы соединения для трехфазной цепи при неравномерной нагрузке] |
| ||||||||
|
Энергия в цепи постоянного тока |
W = UIt = I2Rt |
| |||||||
|
Энергия в цепи переменного тока: однофазного |
Wa = UIcosφ t = Pt Wp = UIsinφ t = Qt |
| |||||||
|
Энергия в цепи переменного тока: трехфазного |
Wa = √3UIcosφ t = Pt Wp = √3UIsinφ t = Qt | ||||||||
|
Величина |
Формула |
Обозначение и единица измерения | |||||||
|
Пересчет единиц энергии | ||||
|
Единица |
Дж |
кВт·ч |
ккал |
эВ |
|
Джоуль |
1 |
2,78·10−7 |
2,39·10−4 |
6,24·1018 |
|
Киловатт-час |
3,60·106 |
1 |
860,0 |
2,25·1025 |
|
Килокалория |
4,19·103 |
1,16·10−3 |
1 |
2,61·1022 |
|
Электрон-вольт |
1,60·10−19 |
4,45·10−26 |
3,83·10−23 |
1 |
Пример: 1 Дж = 2,78·10−7 кВт·ч