Устойчивость работы асинхронного двигателя
Под устойчивостью работы электродвигателя понимают способность двигателя восстанавливать установившуюся частоту вращения при кратковременных возмущениях (изменениях нагрузки, напряжения питающей сети и т. д.).
Электромагнитный момент двигателя М, который является вращающим, уравновешивает тормозящие моменты: момент 
, соответствующий потерям холостого хода ( 
), покрываемым за счет механической мощности; 
момент нагрузки на валу, создаваемый рабочей машиной или механизмом; 
динамический момент, зависящий от момента инерции вращающихся масс 
и ускорения ротора 
;
.
Обозначив статический момент сопротивления 
, получим
.
При 
ускорение ротора
,
т. е. ротор вращается с установившейся частотой. Если 
, ротор ускоряется, а при 
замедляется.
Устойчивость зависит от конкретных условий, при которых работает электродвигатель, в частности от формы механических характеристик двигателя и приводимого им во вращение производственного механизма.
Типичные механические характеристики производственных механизмов приведены на рис. 3.6, а. Независимость статического момента от частоты вращения ( 
, кривая 1) характеризует грузоподъемные механизмы (лифты, краны, лебедки и т. д.). У вентиляторов, центробежных насосов, гребных винтов нагрузочный момент пропорционален (кривая 2) второй степени частоты вращения ( 
). Эту характеристику называют вентиляторной. Тяговый электропривод, как правило, имеет характеристику, соответствующую уравнению 
(кривая 3). Большое трение в состоянии покоя и при малых частотах вращения характерно для бетономешалок и шаровых мельниц. В таких механизмах при увеличении частоты вращения нагрузочный момент падает (кривая 4).
|
|
|
Условия устойчивой работы рассмотрим на примере работы двигателя совместно с механизмом, у которого нагрузочный момент 
падает при увеличении частоты вращения (рис. 3.6, б). Пусть двигатель работает в точке 
и развивает момент 
при 
. Если со стороны механизма момент увеличится до 
, то частота вращения двигателя несколько замедлится, а скольжение увеличится до 
. При этом возрастут ЭДС 
, ток в роторе 
и электромагнитный момент до значения 
. Двигатель войдет в новое равновесное состояние, работая с повышенным моментом и скольжением (точка 
).
При уменьшении статического момента до значения, соответствующего точке с, под действием положительного динамического момента 
, частота вращения увеличится, уменьшится скольжение и ЭДС, а следовательно, ток ротора и электромагнитный момент до значения 
.
|
|
|
Изменение момента на валу двигателя, работающего в режиме, соответствующему точке а (рис. 3.6, б) неизбежно приведет к остановке двигателя (если момент увеличить) или значительному увеличению частоты вращения и уменьшению скольжения до 
(если момент нагрузки уменьшить).
Таким образом, асинхронный двигатель при работе на части 
механической характеристики обладает свойством внутреннего саморегулирования, благодаря которому его вращающий момент автоматически регулируется по закону . Это регулирование осуществляется за счет увеличения или уменьшения частоты вращения ротора 
, т. е. система регулирования является статической.
Сравнивая условия работы двигателя в точках а и 
, делаем вывод, что работа двигателя устойчивая, если при увеличении частоты вращения статический момент уменьшается медленнее, чем электромагнитный момент двигателя 
:
.
Данное условие является необходимым, но недостаточным. При резком изменении режима работы двигателя, работающего при скольжениях, близких к 
, перегрузка двигателя может привести к его останову при 
, поэтому максимальный момент называют иногда опрокидывающим моментом.
|
|
|
Повышению устойчивости асинхронного двигателя способствует увеличение его максимального момента (кратности максимального момента или его перегрузочной способности).
Увеличение перегрузочной способности асинхронного двигателя ведет к возрастанию его габаритов и массы или к снижению энергетических показателей.
Вращающий момент асинхронного двигателя зависит от квадрата питающего напряжения, поэтому качество электроснабжения имеет большое значение для обеспечения устойчивой работы двигателей, поскольку даже незначительное уменьшение напряжения сказывается на величине максимального момента, а значительное уменьшение может привести к останову двигателя.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1799; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!