Искусственные механические и электромеханические характеристики асинхронного двигателя при изменении частоты питающего напряжения.

Осн. Достоинство: при изменении частоты питающей сети прямопропорционально меняется синхронная скорость (1)

Если принять R₁ = 0 , то (2),

где L – индуктивность КЗ.

Следовательно при ном. Частоте f , а при

Тогда критический момент (3) ; ;

Если в (3) подставить и : (4)

Если f , то

При неизменном напряжении сети с ростом f M_КР резко падает, следовательно, чтобы оставить критический момент постоянным(сохранить рабочую зону) необходимо совместно с частотой изменять подводимое напряжение (4’)

При выборе соотношений м.у. f и U чаще всего исходят из условия сохранения перегрузочной способности АД:

; (5)

При ном. режиме работы, когда М_С=М_Н: (6)

Приравняв м/у собой (5) и (6) получим: (7)

Или в относит.ед. : (7’)

Вывод: U нужно менять не только в зависимости от f, но и в зависимости от U на валу двигателя, это обеспечивает наивыгоднейшие энергетические показатели.

Практически все нагрузки можно описать выражением:

, Где М₀- момент трения

Запишем данное уравнение в отн. Ед. : (8)

Учитывая что , следовательно , Уравнение для нагр.

(9) И подставив (9) в (7’) получим

(10)

Тормозные режимы работы асинхронного двигателя. Рекуперативное торможение и торможение противовключением.

АД имеет 3 торм. Режима:

1) рекуперативное торможение; 2) Торможение противовключением;

3) Динамическое торможение

1) режим рекуперативного торможения

В этом режиме скорость двигателя д/б выше синхронной, след-но скольжение «-»

Акт. Мощность, потребляемая из сети, без учета потерь стали изменяет свой знак,

т.е. подведенная к валу двигателя механ-ая энергия превр-ся в электрическую. Ур-е мех-й хар-ки остается неизменным только нужно учитывать знаки. Хар-ка для данного режима для «+» напряжения вращения располагается во II квадранте, а для «-» в IV.

Торможение противовключением

Режим торможения противовключением. Можно получить 2-мя способами

1- Допустим, двигатель работал в точке k на характеристике 1 с чередованием фаз АВС, тогда при переключении хотя бы 2х фаз двигатель переходит в точку d хар-ки 3 чередованием фаз АСВ и участок db является участком торможения противовключения.

При режиме против-я скольжение двигателя S>1, т.к. скорость по отношению к двигательному режиму меняет свой знак.

2- Способ получения против-я (при активной нагрузке), введение добавочных сопротивлений, характеристика 2.

Тормозные режимы работы асинхронного двигателя. Динамическое торможение с независимым и самовозбуждением.

Для того чтобы получить режим динамического торможения машину отключают от сети переменного тока и в две фазы статора подается постоянный ток. При данном торможении торможение с независимым возбуждением когда в две фазы подают постоянный ток который протекая по обмоткам создают неподвижное в пространстве магнитное поле . Пересекая это поле вращающие проводники ротора индуцируют ЭДС , которая в свою очередь создает в замкнутой цепи ротора ток, которая в свою очередь взаимодействует с неподвижным потоком создавая тормозной режим который тормозит АД.

Для вывода уравнения механической характеристике в режиме динамического торможения необходимо найти связь между постоянным током протекающим по обмоткам статора и переменным током, одинаковым по фазам и при условии равенства создаваемых или намагничивающих сил.

Пользуясь векторной диаграммой определяем намагничивающую силу.

--- число витков одной фазы статора.Результирующая намагничивающая сила при трехфазном токе;

---- действующее значение фазы статора ;

Для создания одинаковый магнитный поток постоянный ток должен быть в 1,23 раза больше переменного. Для получения выражения механическую характеристику режима динамического торможения необходимо приравнять мощность на валу и мощность обмотки ротора : : (1)

--- абсолютное скольжение(только для данного режима)

Поскольку в режиме динамического торможения постоянный ток в обмотке статора можно заменить эквивалентным ему переменным дающий такое же значения потока то для этого режима можно составить схему замещения.

Уравнение электромеханической характеристике АД в режиме динамического торможения. Если подставить в уравнения (1) значение получим уравнения механической характеристике в режиме динамического торможения

Значение критического скольжения для динамического торможения ;

Регулировать тормозной момент в режиме динамического торможения можно следующими способами1) Изменяя в цепи ротора т.к изменяя , при этом с увеличением R скольжение критическое +увеличивается момент критический остается неизменным.

2)Способ изменения значения постоянного тока при этом соответственно увеличивается

Механические переходные процессы двигателя постоянного тока (многоступенчатый пуск, ступенчатое изменение нагрузки, переход с естественной характеристики на реостатную и наоборот).

1) Многоступенчатый пуск:

Зависимости: ;