Prevádzka asynchrónneho motora

Činnosť asynchrónneho motora je graficky vyjadrená závislosťou otáčok n2, účinnosti η, užitočného krútiaceho momentu (hriadeľového momentu) M2, účinníka cos φ a prúdu statora I1 na užitočnom výkone P2 pri U1 = konšt. f1 = konšt.

Rýchlostná charakteristika n2 = f (P2). Otáčky rotora indukčného motora n2 = n1 (1 — s).

Snímka s = Pe2 / Rem, t.j. sklz indukčného motora a teda jeho rýchlosť je určená pomerom elektrických strát v rotore k elektromagnetickému výkonu. Ak zanedbáme elektrické straty v rotore pri voľnobehu, môžeme vziať Pe2 = 0 a teda s ≈ 0 a n20 ≈ n1.

Keď sa zaťaženie hriadeľa zvyšuje asynchrónny motor pomer s = Pe2 / Pem sa zvyšuje a dosahuje hodnoty 0,01 - 0,08 pri menovitom zaťažení. Závislosť n2 = f (P2) je teda krivka mierne naklonená k osi x. Avšak so zvyšujúcim sa aktívnym odporom r2' rotora motora stúpa sklon tejto krivky. V tomto prípade sa zvyšujú zmeny frekvencie indukčného motora n2 s kolísaním zaťaženia P2.To je vysvetlené skutočnosťou, že so zvyšujúcim sa r2' sa zvyšujú elektrické straty v rotore.

Ryža. 1. Charakteristika činnosti indukčného motora

Závislosť M2 = f (P2). Závislosť užitočného krútiaceho momentu od hriadeľa asynchrónneho motora M2 od užitočného výkonu P2 je určená výrazom M2 = P2 / ω2 = 60 P2 / (2πn2) = 9,55P2 / n2,

kde P2 — užitočný výkon, W; ω2 = 2πf 2/60 je uhlová frekvencia otáčania rotora.

Z tohto výrazu vyplýva, že ak n2 = konšt., potom graf M2 = f2 (P2) je priamka. Ale v indukčnom motore s nárastom zaťaženia P2 sa rýchlosť rotora znižuje a preto užitočný moment hriadeľa M2 s nárastom zaťaženia rastie o niečo rýchlejšie ako zaťaženie a preto graf M2 = f (P2 ) má zakrivený tvar.

Ryža. 2. Vektorová schéma indukčného motora pri nízkom zaťažení

Závislosť cos φ1 = f (P2). Vzhľadom na to, že statorový prúd indukčného motora I1 má reaktívnu (indukčnú) zložku potrebnú na vytvorenie magnetického poľa v statore, je účinník indukčných motorov menší ako jedna. Najnižšia hodnota účinníka zodpovedá voľnobehu. Vysvetľuje to skutočnosť, že voľnobežný prúd elektromotora I0 pri akomkoľvek zaťažení zostáva prakticky nezmenený. Preto je pri nízkych zaťaženiach motora statorový prúd malý a do značnej miery reaktívny (I1 ≈ I0). V dôsledku toho je fázový posun prúdu statora vzhľadom na napätie významný (φ1 ≈ φ0), len o niečo menší ako 90 ° (obr. 2).

Účiník naprázdno indukčných motorov je zvyčajne menší ako 0,2.S rastúcim zaťažením hriadeľa motora sa zvyšuje aktívna zložka prúdu I1 a zvyšuje sa účinník, ktorý dosahuje najvyššiu hodnotu (0,80 — 0,90) pri zaťažení blízkom nominálnej. Ďalšie zvýšenie zaťaženia hriadeľa motora je sprevádzané poklesom cos φ1, čo sa vysvetľuje zvýšením indukčného odporu rotora (x2s) v dôsledku zvýšenia sklzu, a teda aj frekvencie prúd v rotore.

Aby sa zlepšil účinník indukčných motorov, je mimoriadne dôležité, aby motor vždy bežal, alebo aspoň podstatnú časť času, so záťažou blízkou menovitému zaťaženiu. To sa dá dosiahnuť len správnym výberom výkonu motora. Ak motor beží pod zaťažením značnú časť času, potom na zvýšenie cos φ1 je vhodné znížiť napätie U1 dodávané do motora. Napríklad v motoroch pracujúcich, keď je vinutie statora zapojené do trojuholníka, sa to dá dosiahnuť opätovným zapojením vinutia statora do hviezdy, čo spôsobí zníženie fázového napätia o faktor. V tomto prípade sa magnetický tok statora, a tým aj magnetizačný prúd, zníži približne o faktor. Okrem toho sa aktívna zložka prúdu statora mierne zvyšuje. To všetko prispieva k zvýšeniu účinníka motora.

Na obr. 3 sú znázornené grafy závislosti cos φ1 asynchrónneho motora od záťaže, keď sú vinutia statora zapojené do hviezdy (krivka 1) a trojuholníka (krivka 2).

Ryža. 3. Závislosť cos φ1 od zaťaženia pri zapojení statorového vinutia motora do hviezdy (1) a trojuholníka (2)