Электромагнитные процессы в асинхронном двигателе

Момент, развиваемый двигателем равен электромагнитной мощности, деленной на синхронную скорость вращения электропривода.

M = Pэм/щ₀

Электромагнитная мощность — это мощность, передаваемая через воздушный зазор от статора к ротору, и она равна потерям в роторе, которые определяются по формуле:

Pэм = m * I₂² * (r2'/s).

m — число фаз.

M = Mэм = (Pm/щ0) * (I₂')² * (r₂'/s).

Электромеханической характеристикой асинхронного двигателя является зависимость I2' от скольжения. Но так как асинхронная машина работает только в качестве электродвигателя, основной характеристикой является механическая характеристика.

M = Mэм = (Pm/щ₀) * (I₂')² * (r₂'/s).

— упрощенное выражение механической характеристики.

Подставив в это выражение значение тока, получим:

M = [P*3*Uф²*(r₂'/s)] / [щ0*[(r₁ + r₂'/s)² + (x₁ + x₂')²]].

Будем считать, что m=3.

Щ = щ₀/p.

Вместо щ0 нужно подставить механическую скорость, в результате чего число пар полюсов сокращается.

M = [3*Uф²*(r₂'/s)] / [щ0*[(r₁ + r₂'/s)² + (x₁ + x₂')²]].

— это уравнение механической характеристики асинхронного двигателя.

При переходе асинхронного двигателя в генераторный режим, скорость вращения щ > щ₀ и скольжение становится отрицательным (s Когда скольжение изменяется от 0 до +?, режим называется «режимом электромагнитного тормоза».

Задаваясь значениями скольжения от о до +?, получим характеристику:

Полная механическая характеристика асинхронного двигателя.

Как видно из механической характеристики, она имеет два экстремума: один на отрезке изменения скольжения на участке от 0 до +?, другой на отрезке от 0 до -?.

dM/ds=0.

Mmax = [3*Uф²*(r₂'/s)] / [2щ0*[r₁ ± v (r₁² + (x₁ + x₂')²)]].

+ относится к двигательному режиму.

— относится к генераторному режиму.

Mmax=Mкр

Mкр — критический момент.

Скольжение, при котором момент достигает максимума, называется критическим скольжением, и оно определяется по формуле:

sкр = ±[r₂'/(x₁+x₂')].

Критическое скольжение имеет одинаковое значение и в двигательном и в генераторном режимах.

Величину Mкр можно получить, подставив в формулу момента значение критического скольжения.

Момент при скольжении равном 1 называется пусковым моментом. Выражение для пускового момента можно получить, подставив 1 в формулу:

Mп = [3*Uф²*r₂'] / [щ₀*[(r₁ + r₂')² + (x₁ + x₂')²]].

Поскольку знаменатель в формуле момента максимального на несколько порядков больше Uф, принято считать Mкр? Uф².

Критическое скольжение зависит от величины активного сопротивления обмотки ротора R₂'. Момент пусковой, как видно из формулы, зависит от активного сопротивления ротора r₂'. это свойство пускового момента используется в асинхронных двигателях с фазным ротором, у которых пусковой момент увеличивают путем введения активного сопротивления в цепь ротора.